import numpy as np

# Funkcje testowe
def test_function_1(x):
    """Funkcja rosnąca z miejscem zerowym w x=100"""
    return np.power(x, 1.5)-x*10

def test_function_2(x):
    """Funkcja malejaca z miejscem zerowym w x=100"""
    return -np.power(x,1.5)+x*10


def actual_test(regulafalsifun, test_fun):
    """Zestaw testów dla implementacji metody Regula Falsi

    Parametry:
        regulafalsifun (function): Funkcja implementująca metodę Regula Falsi.
        test_fun (function): Funkcja testująca
    """
    # test prawidłowości wyniku
    a, b, M, sig, e = 1, 140, 100, 0.0000001, 0.0000001
    n,x,fx = regulafalsifun(test_fun, a, b, M, sig, e)
    assert n < M and fx <= e and 99.99 < x < 100.01, "błędne wyniki: {} {} {}".format(n, x, fx)
    # test przerwania obliczeń, gdy n > M
    a, b, M, sig, e = 1, 140, 10, 0.0000001, 0.00000000001
    n,x,fx = regulafalsifun(test_fun, a, b, M, sig, e)
    assert n == M, "błąd przerwania obliczeń gdy n > M, {} {} {}".format(n, x, fx)
    # test błędu, gdy sig(a) == sig(b)
    a, b, M, sig, e = 110, 140, 10, 0.0000001, 0.00000000001
    try:
        n,x,fx = regulafalsifun(test_fun, a, b, M, sig, e)
    except Exception:
        print("Wynik testu: pozytywny")
    else:
        "błąd - nie rzucono wyjątku gdy sig(a) == sig(b)"


def regula_falsi(fun, a, b, M, sig, eps):
    """Znajdowanie pierwiastka funkcji metodą regula falsi

    Parametry:
        fun (function): Badana funkcja.
        a (int): Początkowe x.
        b (int): Końcowe x.
        M (int): Maksymalna liczba iteracji.
        sig (float): Minimalna odległość a od b.
        e (float): Maksymalny błąd numeryczny."""
    if np.sign(fun(a)) == np.sign(fun(b)):
        raise Exception("sgn(fa) == sgn(fb)")
    for n in range(M):
        e = b - a
        x = b - (b - a)/(fun(b) - fun(a)) * fun(b)
        if np.abs(e) < sig or np.abs(fun(x)) < eps:
            return n+1, x, fun(x)
        if np.sign(fun(x)) != np.sign(fun(a)):
            b = x
        else:
            a = x
    return n+1, x, fun(x)


def main():
    # wykonanie testów dla funkcji rosnącej
    actual_test(regula_falsi, test_function_1)
    # wykonanie testów dla funkcji malejącej
    actual_test(regula_falsi, test_function_2)


if __name__=='__main__':
    main()