#include <test_common.h>
#include <igl/cotmatrix_intrinsic.h>
#include <igl/cotmatrix.h>
#include <igl/edge_lengths.h>
#include <igl/matlab_format.h>
#include <igl/EPS.h>

class cotmatrix_intrinsic : public ::testing::TestWithParam<std::string> {};

TEST(cotmatrix_intrinsic, periodic)
{
  const Eigen::MatrixXi F = (Eigen::MatrixXi(18,3)<<
    0,3,1,
    3,4,1,
    1,4,2,
    4,5,2,
    2,5,0,
    5,3,0,
    3,6,4,
    6,7,4,
    4,7,5,
    7,8,5,
    5,8,3,
    8,6,3,
    6,0,7,
    0,1,7,
    7,1,8,
    1,2,8,
    8,2,6,
    2,0,6).finished();
  const Eigen::MatrixXd l = (Eigen::MatrixXd(18,3)<<
    0.47140452079103168,0.33333333333333331,0.33333333333333331,
    0.33333333333333331,0.47140452079103168,0.33333333333333331,
    0.47140452079103168,0.33333333333333331,0.33333333333333331,
    0.33333333333333331,0.47140452079103168,0.33333333333333331,
    0.47140452079103168,0.33333333333333337,0.33333333333333331,
    0.33333333333333331,0.47140452079103168,0.33333333333333337,
    0.47140452079103168,0.33333333333333331,0.33333333333333331,
    0.33333333333333331,0.47140452079103168,0.33333333333333331,
    0.47140452079103168,0.33333333333333331,0.33333333333333331,
    0.33333333333333331,0.47140452079103168,0.33333333333333331,
    0.47140452079103168,0.33333333333333337,0.33333333333333331,
    0.33333333333333331,0.47140452079103168,0.33333333333333337,
    0.47140452079103168,0.33333333333333331,0.33333333333333337,
    0.33333333333333337,0.47140452079103168,0.33333333333333331,
    0.47140452079103168,0.33333333333333331,0.33333333333333337,
    0.33333333333333337,0.47140452079103168,0.33333333333333331,
    0.47140452079103173,0.33333333333333337,0.33333333333333337,
    0.33333333333333337,0.47140452079103173,0.33333333333333337).finished();
  Eigen::SparseMatrix<double> L;
  igl::cotmatrix_intrinsic(l,F,L);
  const Eigen::MatrixXd L_d = L;
  const Eigen::MatrixXd L_gt = (Eigen::MatrixXd(9,9)<<
    -4,1,1,1,0,0,1,0,0,
    1,-4,1,0,1,0,0,1,0,
    1,1,-4,0,0,1,0,0,1,
    1,0,0,-4,1,1,1,0,0,
    0,1,0,1,-4,1,0,1,0,
    0,0,1,1,1,-4,0,0,1,
    1,0,0,1,0,0,-4,1,1,
    0,1,0,0,1,0,1,-4,1,
    0,0,1,0,0,1,1,1,-4).finished();
  test_common::assert_near(L_d,L_gt,igl::EPS<double>());
}

TEST_P(cotmatrix_intrinsic , manifold_meshes)
{
  Eigen::MatrixXd V;
  Eigen::MatrixXi F;
  test_common::load_mesh(GetParam(), V, F);
  Eigen::MatrixXd l;
  igl::edge_lengths(V,F,l);
  Eigen::SparseMatrix<double> L,Li;
  igl::cotmatrix(V,F,L);
  igl::cotmatrix_intrinsic(l,F,Li);
  // Augh, we don't have assert_near for sparse matrices...
  // Instead test that bilinear form is near equal for 2 random vectors
  const Eigen::VectorXd u = Eigen::VectorXd::Random(V.rows(),1);
  const Eigen::VectorXd v = Eigen::VectorXd::Random(V.rows(),1);
  const double uv = u.norm()*v.norm();
  ASSERT_NEAR( u.dot(L*v)/uv, u.dot(Li*v)/uv, igl::EPS<double>());
}

INSTANTIATE_TEST_CASE_P
(
 manifold_meshes,
 cotmatrix_intrinsic,
 ::testing::ValuesIn(test_common::manifold_meshes()),
 test_common::string_test_name
);