tests/numeric.slate

   1 UnitTests addPrototype: #Numeric derivedFrom: {TestCase}.
   2 "100 factorial as determined by bc(1)"
   3 UnitTests Numeric addSlot: #bigInt valued: 93326215443944152681699238856266700490715968264381621468592963895217599993229915608941463976156518286253697920827223758251185210916864000000000000000000000000.
   4 UnitTests Numeric addSlot: #smallInt valued: 100.
   5 UnitTests Numeric addSlot: #complexZero valued: (Complex zero).
   6 UnitTests Numeric addSlot: #complexOne valued: (1 plusImaginary: 1).
   7 UnitTests Numeric addSlot: #complexNegativeOne valued: (-1 plusImaginary: -1).
   8 UnitTests Numeric addSlot: #complexFraction valued: ((1 / 2) plusImaginary: (1 / 3)).
   9 UnitTests Numeric addSlot: #complexFloat valued: (2.5 plusImaginary: 0.5).
  10 UnitTests Numeric addSlot: #complexTriangle valued: (4 plusImaginary: 3).
  11
  12 "Tests involving Floats use numbers which can be represented as binary
  13  fractions to avoid precision issues. This isn't a problem since here we're
  14  testing coercions, not arithmetic."
  15
  16 t@(UnitTests Numeric traits) testIsZero
  17 [
  18   t assert: 0 isZero.
  19   t assert: 0.0 isZero.
  20   t assert: (0 / 1) isZero.
  21   t deny: 1 isZero.
  22   t deny: -1 isZero.
  23   t deny: t bigInt isZero.
  24   t deny: (1 / 2) isZero.
  25
  26   t assert: t complexZero isZero.
  27   t deny: t complexOne isZero.
  28   t deny: t complexNegativeOne isZero.
  29   t deny: t complexTriangle isZero.
  30 ].
  31
  32 t@(UnitTests Numeric traits) testIsPositive
  33 [
  34   t assert: t smallInt isPositive.
  35   t assert: t bigInt isPositive.
  36   t assert: (5 / 10) isPositive.
  37   t assert: (-5 / -10) isPositive.
  38   t assert: 0.1 isPositive.
  39   t deny: 0 isPositive.
  40   t deny: t smallInt negated isPositive.
  41   t deny: t bigInt negated isPositive.
  42   t deny: -0.1 isPositive.
  43   t deny: (-5 / 10) isPositive.
  44   t deny: (5 / -10) isPositive.
  45
  46   "Is #isPositive meaningful for complex numbers?"
  47 ].
  48
  49 t@(UnitTests Numeric traits) testIsNegative
  50 [
  51   t deny: t smallInt isNegative.
  52   t deny: t bigInt isNegative.
  53   t deny: (5 / 10) isNegative.
  54   t deny: (-5 / -10) isNegative.
  55   t deny: 0.1 isNegative.
  56   t deny: 0 isNegative.
  57   t assert: -0.1 isNegative.
  58   t assert: t smallInt negated isNegative.
  59   t assert: t bigInt negated isNegative.
  60   t assert: (-5 / 10) isNegative.
  61
  62   "Is #isNegative meaningful for complex numbers?"
  63 ].
  64
  65 "Integer arithmetic tests."
  66
  67 t@(UnitTests Numeric traits) testIntegerAddition
  68 "Test addition of Numbers to Integers"
  69 [
  70   t assert: 2 + 2 = 4.
  71   t assert: 2 + (1 / 2) = (5 / 2).
  72   t assert: 2 + 2.1 = 4.1.
  73
  74   t assert: 2 + t complexZero = 2.
  75   t assert: 2 + t complexOne = (3 plusImaginary: 1).
  76   t assert: 2 + t complexFraction = ((5 / 2) plusImaginary: (1 / 3)).
  77   t assert: 2 + t complexFloat = (4.5 plusImaginary: 0.5).
  78 ].
  79
  80 t@(UnitTests Numeric traits) testIntegerSubtraction
  81 "Test subtraction of Numbers from Integers"
  82 [
  83   t assert: 4 - 2 = 2.
  84   t assert: 2 - (1 / 2) = (3 / 2).
  85   t assert: 2 - 2.5 = -0.5.
  86
  87   t assert: 2 - t complexZero = (2 plusImaginary: 0).
  88   t assert: 2 - t complexOne = (1 plusImaginary: -1).
  89   t assert: 2 - t complexFraction = ((3 / 2) plusImaginary: (-1 / 3)).
  90   t assert: 2 - t complexFloat = (-0.5 plusImaginary: -0.5).
  91 ].
  92
  93 t@(UnitTests Numeric traits) testIntegerMultiplication
  94 [
  95   t assert: 2 * 2 = 4.
  96   t assert: 2 * (3 / 4) = (3 / 2).
  97   t assert: 2 * 2.5 = 5.0.
  98   t assert: 2 * -2 = -4.
  99   t assert: 2 * (-3 / 4) = (-3 / 2).
 100   t assert: 2 * -2.5 = -5.0.
 101   t assert: -2 * 2 = -4.
 102   t assert: -2 * (3 / 4) = (-3 / 2).
 103   t assert: -2 * 2.5 = -5.0.
 104   t assert: -2 * -2 = 4.
 105   t assert: -2 * (-3 / 4) = (3 / 2).
 106   t assert: -2 * -2.5 = 5.0.
 107   t assert: 2 * 0.0 = 0.0.
 108   t assert: -2 * 0.0 = 0.0.
 109   t assert: 0 * 2 = 0.
 110   "TODO add complex numbers"
 111 ].
 112
 113 t@(UnitTests Numeric traits) testIntegerDivision
 114 [
 115   t assert: 4 / 2 = 2.
 116   t assert: 4 / (1 / 2) = 8.
 117   t assert: 4 / 0.5 = 8.0.
 118   t assert: 4 / t complexOne = (2 plusImaginary: -2).
 119   t assert: 4 / t complexNegativeOne = (-2 plusImaginary: 2).
 120   t assert: 4 / t complexFraction = ((72 / 13) plusImaginary: (-48 / 13)).
 121   t assert: 4 / t complexFloat ~= 0.
 122   t assert: 4 / t complexTriangle = ((16 / 25) plusImaginary: (-12 / 25)).
 123 ].
 124
 125 t@(UnitTests Numeric traits) testIntegerEquality
 126 [
 127   t assert: 2 = 2.
 128   t assert: 2 = 2.0.
 129   t assert: 2 = (4 / 2).
 130 ].
 131
 132
 133 "Fraction arithmetic tests."
 134
 135 t@(UnitTests Numeric traits) testFractionAddition
 136 "Test addition of Numbers to Fractions"
 137 [
 138   t assert: (1 / 2) + 2 = (5 / 2) .
 139   t assert: (1 / 2) + (1 / 4) = (3 / 4).
 140   t assert: (1 / 2) + 2.1 = 2.6.
 141 ].
 142
 143 t@(UnitTests Numeric traits) testFractionSubtraction
 144 "Test subtraction of Numbers from Fractions"
 145 [
 146   t assert: (1 / 2) - 2 = (-3 / 2) .
 147   t assert: (1 / 2) - (1 / 4) = (1 / 4).
 148   t assert: (1 / 4) - 2.5 = -2.25.
 149 ].
 150
 151 t@(UnitTests Numeric traits) testFractionMultiplication
 152 [
 153   t assert: (3 / 4) * 3 = (9 / 4).
 154   t assert: (3 / 4) * -3 = (-9 / 4).
 155   t assert: (-3 / 4) * 3 = (-9 / 4).
 156   t assert: (3 / -4) * -3 = (9 / 4).
 157   t assert: (-3 / -4) * -3 = (-9 / 4).
 158
 159   t assert: (3 / 4) * (1 / 2) = (3 / 8).
 160   t assert: (-3 / 4) * (1 / 2) = (-3 / 8).
 161   t assert: (3 / 4) * (-1 / 2) = (-3 / 8).
 162   t assert: (-3 / 4) * (-1 / 2) = (3 / 8).
 163   t assert: (-3 / -4) * (-1 / 2) = (-3 / 8).
 164
 165   t assert: (1 / 2) * 3.5 = 1.75.
 166   t assert: (-1 / 2) * 3.5 = -1.75.
 167   t assert: (1 / 2) * -3.5 = -1.75.
 168   t assert: (-1 / 2) * -3.5 = 1.75.
 169   t assert: (-1 / -2) * -3.5 = -1.75.
 170
 171   t assert: (3 / 4) * 0 = 0.
 172   t assert: (3 / 4) * 0.0 = 0.0.
 173 ].
 174
 175 t@(UnitTests Numeric traits) testFractionDivision
 176 [
 177   t assert: (3 / 4) / 3 = (1 / 4).
 178   t assert: (3 / 4) / (1 / 2) = (6 / 4).
 179   t assert: (3 / 4) / 0.5 = 1.5.
 180   t assert: (3 / 4) / t complexTriangle = ((3 / 25) plusImaginary: (-9 / 100)).
 181 ].
 182
 183 "Float arithmetic tests."
 184
 185 t@(UnitTests Numeric traits) testFloatAddition
 186 "Test addition of Numbers to Floats"
 187 [
 188   t assert: 2.1 + 2 = 4.1.
 189   t assert: 2.1 + (1 / 2) = 2.6.
 190   t assert: 2.1 + 2.1 = 4.2.
 191 ].
 192
 193 t@(UnitTests Numeric traits) testFloatSubtraction
 194 "Test subtraction of Numbers from Floats"
 195 [
 196   t assert: 2.5 - 2 = 0.5.
 197   t assert: 2.5 - (3 / 4) = 1.75.
 198   t assert: 2.5 - 1.75 = 0.75.
 199   t assert: 2.5 - 2.5 = 0.0.
 200 ].
 201
 202 t@(UnitTests Numeric traits) testFloatMultiplication
 203 [
 204   t assert: 3.5 * 2 = 7.0.
 205   t assert: -3.5 * 2 = -7.0.
 206   t assert: 3.5 * -2 = -7.0.
 207   t assert: -3.5 * -2 = 7.0.
 208
 209   t assert: 3.5 * (1 / 2) = 1.75.
 210   t assert: -3.5 * (1 / 2) = -1.75.
 211   t assert: 3.5 * (-1 / 2) = -1.75.
 212   t assert: -3.5 * (-1 / 2) = 1.75.
 213
 214   t assert: 3.5 * 1.5 = 5.25.
 215   t assert: -3.5 * 1.5 = -5.25.
 216   t assert: 3.5 * -1.5 = -5.25.
 217   t assert: -3.5 * -1.5 = 5.25.
 218
 219   t assert: 3.5 * 0 = 0.
 220   t assert: 3.5 * 0.0 = 0.0.
 221 ].
 222
 223 t@(UnitTests Numeric traits) testFloatDivision
 224 [
 225   t assert: 3.5 / 2 = 1.75.
 226   t assert: -3.5 / 2 = -1.75.
 227   t assert: 3.5 / -2 = -1.75.
 228   t assert: -3.5 / -2 = 1.75.
 229
 230   t assert: 3.5 / (1 / 2) = 7.0.
 231   t assert: -3.5 / (1 / 2) = -7.0.
 232   t assert: 3.5 / (-1 / 2) = -7.0.
 233   t assert: -3.5 / (-1 / 2) = 7.0.
 234
 235   t assert: 3.5 / 1.75 = 2.0.
 236   t assert: -3.5 / 1.75 = -2.0.
 237   t assert: 3.5 / -1.75 = -2.0.
 238   t assert: -3.5 / -1.75 = 2.0.
 239
 240   t assert: 0 / 3.5 = 0.
 241   t assert: 0.0 / 3.5 = 0.0.
 242 ].
 243
 244 t@(UnitTests Numeric traits) testIsCloseTo
 245 [
 246   t deny: (0.1 isCloseTo: 0.0).
 247   t deny: (0.0 isCloseTo: 0.1).
 248   t assert: (1e-12 isCloseTo: 0.0).
 249   t deny: (3.1 isCloseTo: 3).
 250   t deny: (3 isCloseTo: 4).
 251   t assert: (7 + 1e-12 isCloseTo: 7).
 252   t deny: ((1 plusImaginary: -5) isCloseTo: 1).
 253   t assert: ((1 plusImaginary: -5) isCloseTo: (1 plusImaginary: -5 + 1e-12)).
 254   t assert: (3 isCloseTo: (3 plusImaginary: 0)).
 255 ].
 256
 257
 258 "Complex number arithmetic tests."
 259
 260 t@(UnitTests Numeric traits) testComplexAddition
 261 [ | c1 c2 |
 262   c1: (2.5 plusImaginary: -3.5).
 263   c2: (-35 plusImaginary: 4.75).
 264
 265   t assert: (c1 + c2 isCloseTo: (-32.5 plusImaginary: 1.25)).
 266   t assert: (c2 + c1 isCloseTo: (-32.5 plusImaginary: 1.25)).
 267   t assert: (c1 + 5.3 isCloseTo: (7.8 plusImaginary: -3.5)).
 268   t assert: (c2 + 3 isCloseTo: (-32 plusImaginary: 4.75)).
 269   t assert: (3 + c2 isCloseTo: (-32 plusImaginary: 4.75)).
 270 ].
 271
 272 t@(UnitTests Numeric traits) testComplexSubtraction
 273 [ | c1 c2 |
 274   c1: (2.5 plusImaginary: -3.5).
 275   c2: (-35 plusImaginary: 4.75).
 276
 277   t assert: (c1 - c2 isCloseTo: (37.5 plusImaginary: -8.25)).
 278   t assert: (c2 - c1 isCloseTo: (-37.5 plusImaginary: 8.25)).
 279   t assert: (c1 - 5.3 isCloseTo: (-2.8 plusImaginary: -3.5)).
 280   t assert: (c2 - 3 isCloseTo: (-38 plusImaginary: 4.75)).
 281   t assert: (3 - c2 isCloseTo: (38 plusImaginary: -4.75)).
 282 ].
 283
 284 t@(UnitTests Numeric traits) testComplexMultiplication
 285 [ | c1 c2 |
 286   c1: (2.5 plusImaginary: -3.5).
 287   c2: (-35 plusImaginary: 4.75).
 288
 289   t assert: (c1 * c2 isCloseTo: (-70.875 plusImaginary: 134.375)).
 290   t assert: (c2 * c1 isCloseTo: (-70.875 plusImaginary: 134.375)).
 291   t assert: (c1 * 5.3 isCloseTo: (13.25 plusImaginary: -18.55)).
 292   t assert: (c2 * 3 isCloseTo: (-105 plusImaginary: 14.25)).
 293   t assert: (3 * c2 isCloseTo: (-105 plusImaginary: 14.25)).
 294 ].
 295
 296 t@(UnitTests Numeric traits) testComplexDivision
 297 [ | c1 c2 |
 298   c1: (2.5 plusImaginary: -3.5).
 299   c2: (-35 plusImaginary: 4.75).
 300
 301   t assert: (c1 / c2 isCloseTo: (-0.0834627 plusImaginary: 0.0886729)).
 302   t assert: (c2 / c1 isCloseTo: (-5.628378 plusImaginary: -5.979729)).
 303   t assert: (c1 / 5.3 isCloseTo: (0.471698 plusImaginary: -0.660377)).
 304   t assert: (c2 / 3 isCloseTo: (-11.666667 plusImaginary: 1.583333)).
 305   t assert: (3 / c2 isCloseTo: (-0.0841641 plusImaginary: -0.0114222)).
 306 ].
 307
 308
 309
 310 "TODO:"
 311 "equality"
 312 "inequalities"
 313 "raisedTo:"
 314
 315 t@(UnitTests Numeric traits) suite
 316 [t suiteForSelectors: {
 317   #testIsZero.
 318   #testIsPositive.
 319   #testIsNegative.
 320   #testIntegerAddition.
 321   #testIntegerSubtraction.
 322   #testIntegerMultiplication.
 323   #testIntegerDivision.
 324   #testIntegerEquality.
 325   #testFractionAddition.
 326   #testFractionSubtraction.
 327   #testFractionMultiplication.
 328   #testFractionDivision.
 329   #testFloatAddition.
 330   #testFloatSubtraction.
 331   #testFloatMultiplication.
 332   #testFloatDivision.
 333   #testIsCloseTo.
 334   #testComplexAddition.
 335   #testComplexSubtraction.
 336   #testComplexMultiplication.
 337   #testComplexDivision.
 338 }].