mathtool2/test/expr_node_test.dart

// 结构化表达式模型的测试。
//
// 这套东西的难点全在编辑手感上（光标往哪落、退格先钻还是先删、括号什么时候要加），
// 而这些"手感"出了问题在界面上看不出来，只会悄悄算错。所以边界都钉在这里。
import 'package:flutter_test/flutter_test.dart';

import 'package:cal/expr_node.dart';

ExprDoc docWith(List<ExprNode> nodes) {
  final d = ExprDoc();
  for (final n in nodes) {
    d.insert(n);
  }
  return d;
}

void main() {
  group('插入与序列化', () {
    test('挨着插入的节点直接拼接', () {
      final d = docWith([LitNode('x'), LitNode('+'), LitNode('1')]);
      expect(d.toSymja(), 'x+1');
    });

    test('数字键并入左边那个数字，42 是一个节点不是两个', () {
      final d = ExprDoc();
      d.insertChar('4');
      d.insertChar('2');
      expect(d.root.children.length, 1);
      expect(d.toSymja(), '42');
    });

    test('小数点也并入', () {
      final d = ExprDoc();
      d.insertChar('3');
      d.insertChar('.');
      d.insertChar('1');
      d.insertChar('4');
      expect(d.toSymja(), '3.14');
    });

    test('相邻两个字面量要补乘号，否则会粘成一个符号', () {
      // Symja 里 xn 是"叫 xn 的变量"，不是 x*n；PiE 同理
      final d = ExprDoc();
      d.insert(LitNode('x'));
      d.insert(LitNode('n'));
      expect(d.toSymja(), 'x*n');

      final p = ExprDoc();
      p.insert(LitNode('Pi'));
      p.insert(LitNode('E'));
      expect(p.toSymja(), 'Pi*E');
    });

    test('字母后面接数字也要补乘号', () {
      final d = ExprDoc();
      d.insert(LitNode('x'));
      d.insertChar('2');
      expect(d.toSymja(), 'x*2');
    });

    test('数字后面接字母保留 2x 的写法（Mathematica 认它是乘法）', () {
      final d = ExprDoc();
      d.insertChar('2');
      d.insert(LitNode('x'));
      expect(d.toSymja(), '2x');
    });

    test('运算符两侧不补乘号', () {
      final d = docWith([LitNode('x'), LitNode('+'), LitNode('1')]);
      expect(d.toSymja(), 'x+1');
    });

    test('函数调用后面接字母不补（Symja 认它是乘法）', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Sin');
      d.insertChar('x'); // 光标退回根槽前先把参数填好
      d.cursor = const SlotPath(<SlotStep>[], 1);
      d.insert(LitNode('y'));
      expect(d.toSymja(), 'Sin[x]y');
    });

    test('数字后面的字母不会被并进去', () {
      final d = ExprDoc();
      d.insertChar('2');
      d.insertChar('x');
      expect(d.root.children.length, 2);
      expect(d.toSymja(), '2x');
    });

    test('空槽序列化成 Null（让求值明确报错，而不是静默算错）', () {
      final d = ExprDoc();
      expect(d.toSymja(), 'Null');
    });
  });

  group('幂', () {
    test('先打 x 再按 ^ ，x 成为底、光标落到指数', () {
      final d = docWith([LitNode('x')]);
      d.makePower();
      d.insertChar('2');
      expect(d.toSymja(), 'x^2');
    });

    test('没有左边的节点时造一个空底的幂', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makePower();
      d.insertChar('2');
      expect(d.toSymja(), 'Null^2');
    });

    test('底是复合表达式时要加括号', () {
      final d = ExprDoc();
      d.insert(PowNode(
        base: SeqNode([LitNode('x'), LitNode('+'), LitNode('1')]),
        exp: SeqNode([LitNode('2')]),
      ));
      expect(d.toSymja(), '(x+1)^2');
    });

    test('底是单个字面量时不加多余括号', () {
      final d = ExprDoc();
      d.insert(PowNode(base: SeqNode([LitNode('x')]), exp: SeqNode([LitNode('2')])));
      expect(d.toSymja(), 'x^2');
    });
  });

  group('分式与括号', () {
    test('1 再按 / 再打 3 得 1/3', () {
      final d = ExprDoc();
      d.insertChar('1');
      d.makeFraction();
      d.insertChar('3');
      expect(d.toSymja(), '1/3');
    });

    test('分母是 x+1 时要加括号', () {
      final d = ExprDoc();
      d.insertChar('1');
      d.makeFraction();
      d.insertChar('x');
      d.insertChar('+');
      d.insertChar('1');
      expect(d.toSymja(), '1/(x+1)');
    });

    test('括号分组', () {
      final d = ExprDoc();
      d.insertChar('2');
      d.insertChar('*');
      d.makeGroup();
      d.insertChar('x');
      d.insertChar('+');
      d.insertChar('1');
      expect(d.toSymja(), '2*(x+1)');
    });
  });

  group('函数模板', () {
    test('空的 prefill 就是空槽，光标落在第一个槽', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Integrate', prefill: ['', 'x']);
      expect(d.toSymja(), 'Integrate[Null, x]');
      // 光标应当在第一个参数里，所以接着打的字进那个槽
      d.insertChar('x');
      expect(d.toSymja(), 'Integrate[x, x]');
    });

    test('填出 Integrate[x^2, x]', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Integrate', prefill: ['', 'x']);
      d.insertChar('x');
      d.makePower();
      d.insertChar('2');
      expect(d.toSymja(), 'Integrate[x^2, x]');
    });

    test('无参模板', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Sin');
      expect(d.toSymja(), 'Sin[Null]');
      d.insertChar('x');
      expect(d.toSymja(), 'Sin[x]');
    });

    test('逗号切到下一个参数，没有就新建', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('f');
      d.insertChar('1');
      d.nextArgument();
      d.insertChar('2');
      expect(d.toSymja(), 'f[1, 2]');
    });

    test('根号键插空模板，往里填即得', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Sqrt');
      expect(d.toSymja(), 'Sqrt[Null]');
      d.insertChar('2');
      expect(d.toSymja(), 'Sqrt[2]');
    });
  });

  group('退格', () {
    test('删掉左边那个字面量', () {
      final d = docWith([LitNode('1'), LitNode('2')]);
      d.backspace();
      expect(d.toSymja(), '1');
    });

    test('光标在最左边时按退格什么都不发生', () {
      final d = docWith([LitNode('1')]);
      d.cursor = SlotPath.root; // 手动把光标移到最左
      d.backspace();
      expect(d.toSymja(), '1');
    });

    test('数字逐位删，不是整个数清掉', () {
      final d = ExprDoc();
      d.insertChar('1');
      d.insertChar('2');
      d.insertChar('3');
      d.backspace();
      expect(d.toSymja(), '12');
      d.backspace();
      expect(d.toSymja(), '1');
    });

    test('住进空槽里退格：先退回父槽，顺手把没填完的模板也删掉', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Integrate', prefill: ['', 'x']);
      expect(d.toSymja(), 'Integrate[Null, x]');
      d.backspace(); // 空槽最左边 → 退回根槽，并把没填完的模板一起删掉
      expect(d.toSymja(), 'Null');
    });

    test('左边是没填完的模板：先进去，再退一次才删掉', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Integrate', prefill: ['', 'x']);
      d.cursor = const SlotPath(<SlotStep>[], 1); // 根槽 offset 1 = 模板右边
      expect(d.toSymja(), 'Integrate[Null, x]');

      d.backspace(); // 钻进那个空槽，内容不变
      expect(d.toSymja(), 'Integrate[Null, x]');

      d.backspace(); // 退回根槽，顺手把没填完的模板删掉
      expect(d.toSymja(), 'Null');
    });

    test('填完参数的过程里模板不会被误删', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Sin');
      d.insertChar('x');
      expect(d.toSymja(), 'Sin[x]');
      // 回到参数里，且把光标停在 x **之后**（offset 1）
      d.cursor = const SlotPath(<SlotStep>[SlotStep(0, 0)], 1);
      d.backspace(); // 删参数里的 x
      expect(d.toSymja(), 'Sin[Null]');
    });

    test('左边是填完的模板：整个删掉（否则光标永远出不来）', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Integrate', prefill: ['', 'x']);
      d.insertChar('x'); // Integrate[x, x]，已经填完
      d.cursor = const SlotPath(<SlotStep>[], 1); // 模板右边
      expect(d.toSymja(), 'Integrate[x, x]');
      d.backspace();
      expect(d.toSymja(), 'Null');
    });
  });

  group('光标路径', () {
    test('插入带占位槽的节点后光标在正确的槽里', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFraction();
      expect(d.cursor.steps.length, 1);
      expect(d.cursor.steps.first.slot, 1); // 分母
      expect(d.cursor.offset, 0);
    });

    test('parent 回到父槽并停在刚退出的那个孩子之后', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Sin');
      d.insertChar('x');
      final up = d.cursor.parent;
      expect(up, isNotNull);
      expect(up!.steps, isEmpty);
      expect(up.offset, 1); // Sin 之后
    });
  });

  group('选区与剪切粘贴', () {
    ExprDoc twoXPlusOne() {
      final d = ExprDoc();
      d.insertChar('2');
      d.insert(LitNode('x'));
      d.insert(LitNode('+'));
      d.insertChar('1');
      return d;
    }

    test('选中一个节点', () {
      final d = twoXPlusOne();
      d.selectNodeAt(SlotPath.root, 0);
      expect(d.selectionText, '2');
    });

    test('扩展选区覆盖连续节点', () {
      final d = twoXPlusOne();
      d.selectNodeAt(SlotPath.root, 1); // x
      d.extendSelectionTo(SlotPath.root, 3); // 1
      expect(d.selectionText, 'x+1');
    });

    test('往左扩展也成立（start 取更小的那个）', () {
      final d = twoXPlusOne();
      d.selectNodeAt(SlotPath.root, 3);
      d.extendSelectionTo(SlotPath.root, 0);
      expect(d.selectionText, '2x+1');
    });

    test('剪切：返回文本、删掉内容、光标落到原位', () {
      final d = twoXPlusOne();
      d.selectNodeAt(SlotPath.root, 0);
      d.extendSelectionTo(SlotPath.root, 3);
      expect(d.selectionText, '2x+1');

      d.deleteSelection();
      expect(d.toSymja(), 'Null');
      expect(d.selection, isNull);
      expect(d.cursor.offset, 0);
    });

    test('只删中间一段，两边保留', () {
      final d = twoXPlusOne();
      d.cursor = const SlotPath(<SlotStep>[], 0);
      d.selectNodeAt(SlotPath.root, 1);
      // 选中 x 与 +
      d.extendSelectionTo(SlotPath.root, 2);
      expect(d.selectionText, 'x+');
      d.deleteSelection();
      expect(d.toSymja(), '21');
    });

    test('有选区时按退格 = 删掉选中的那段', () {
      final d = twoXPlusOne();
      d.selectNodeAt(SlotPath.root, 1); // x
      d.extendSelectionTo(SlotPath.root, 2); // +
      expect(d.selectionText, 'x+');
      d.backspace();
      expect(d.toSymja(), '21');
      expect(d.selection, isNull);
    });

    test('没有选区时退格还是老行为', () {
      final d = twoXPlusOne();
      d.backspace();
      expect(d.toSymja(), '2x+');
    });

    test('插入到光标处（粘贴进 Log 的括号里）', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Log'); // Log[□]，光标在参数槽里
      d.insertNodesAtCursor([LitNode('2'), LitNode('x'), LitNode('+'), LitNode('1')]);
      expect(d.toSymja(), 'Log[2x+1]');
      expect(d.cursor.offset, 4);
    });

    test('跨槽扩展会被忽略，不会串到别的槽', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Log'); // 光标在 Log 的参数槽
      d.selectNodeAt(SlotPath.root, 0); // 选中根槽里的 Log
      d.extendSelectionTo(const SlotPath(<SlotStep>[SlotStep(0, 0)], 0), 0);
      expect(d.selectionText, 'Log[Null]'); // 还是原来那个选区
    });
  });

  group('矩阵', () {
    test('花括号键造一对括号，光标在里面', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeBrace();
      expect(d.toSymja(), '{Null}');
      d.insertChar('1');
      expect(d.toSymja(), '{1}');
    });

    test('花括号里能直接打逗号（矩阵行分隔）', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeBrace();
      d.insertChar('1');
      d.insert(LitNode(','));
      d.insertChar('2');
      expect(d.toSymja(), '{1,2}');
    });
  });

  group('光标槽判定', () {
    test('槽内位置不同，仍算同一个槽（渲染光标靠这个）', () {
      const a = SlotPath(<SlotStep>[], 0);
      const b = SlotPath(<SlotStep>[], 3);
      expect(a == b, isFalse); // == 比的是完整位置
      expect(a.sameSlotAs(b), isTrue); // sameSlotAs 只比槽
    });

    test('不同槽不算同一个', () {
      const a = SlotPath(<SlotStep>[SlotStep(0, 0)], 1);
      const b = SlotPath(<SlotStep>[SlotStep(0, 1)], 1);
      expect(a.sameSlotAs(b), isFalse);
    });

    test('打一个字之后，光标仍被认为在根槽里', () {
      final d = ExprDoc();
      expect(d.cursor.sameSlotAs(SlotPath.root), isTrue);
      d.insertChar('x');
      expect(d.cursor.offset, 1);
      expect(d.cursor.sameSlotAs(SlotPath.root), isTrue,
          reason: 'offset 变了但槽没变，光标必须还画得出来');
    });

    test('进到函数参数里后，根槽不再算聚焦', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Sin');
      expect(d.cursor.sameSlotAs(SlotPath.root), isFalse);
      expect(
        d.cursor.sameSlotAs(const SlotPath(<SlotStep>[SlotStep(0, 0)], 0)),
        isTrue,
      );
    });
  });

  group('clear', () {
    test('清空后回到根槽', () {
      final d = ExprDoc();
      d.makeFunction('Integrate', prefill: ['', 'x']);
      d.clear();
      expect(d.toSymja(), 'Null');
      expect(d.cursor.steps, isEmpty);
      expect(d.root.children, isEmpty);
    });
  });
}