1 // 2007-02-04  Edward Smith-Rowland <3dw4rd@verizon.net>
2 //
3 // Copyright (C) 2007-2014 Free Software Foundation, Inc.
4 //
5 // This file is part of the GNU ISO C++ Library.  This library is free
6 // software; you can redistribute it and/or modify it under the
7 // terms of the GNU General Public License as published by the
8 // Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9 // any later version.
10 //
11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 // GNU General Public License for more details.
15 //
16 // You should have received a copy of the GNU General Public License along
17 // with this library; see the file COPYING3.  If not see
18 // <http://www.gnu.org/licenses/>.
19 
20 //  sph_legendre
21 
22 
23 //  Compare against values generated by the GNU Scientific Library.
24 //  The GSL can be found on the web: http://www.gnu.org/software/gsl/
25 
26 #include <tr1/cmath>
27 #if defined(__TEST_DEBUG)
28 #include <iostream>
29 #define VERIFY(A) \
30 if (!(A)) \
31   { \
32     std::cout << "line " << __LINE__ \
33       << "  max_abs_frac = " << max_abs_frac \
34       << std::endl; \
35   }
36 #else
37 #include <testsuite_hooks.h>
38 #endif
39 #include "../testcase.h"
40 
41 
42 // Test data for l=0, m=0.
43 testcase_sph_legendre<double> data001[] = {
44   { 0.28209479177387814, 0, 0,
45           0.0000000000000000 },
46   { 0.28209479177387814, 0, 0,
47           0.15707963267948966 },
48   { 0.28209479177387814, 0, 0,
49           0.31415926535897931 },
50   { 0.28209479177387814, 0, 0,
51           0.47123889803846897 },
52   { 0.28209479177387814, 0, 0,
53           0.62831853071795862 },
54   { 0.28209479177387814, 0, 0,
55           0.78539816339744828 },
56   { 0.28209479177387814, 0, 0,
57           0.94247779607693793 },
58   { 0.28209479177387814, 0, 0,
59           1.0995574287564276 },
60   { 0.28209479177387814, 0, 0,
61           1.2566370614359172 },
62   { 0.28209479177387814, 0, 0,
63           1.4137166941154069 },
64   { 0.28209479177387814, 0, 0,
65           1.5707963267948966 },
66   { 0.28209479177387814, 0, 0,
67           1.7278759594743860 },
68   { 0.28209479177387814, 0, 0,
69           1.8849555921538759 },
70   { 0.28209479177387814, 0, 0,
71           2.0420352248333655 },
72   { 0.28209479177387814, 0, 0,
73           2.1991148575128552 },
74   { 0.28209479177387814, 0, 0,
75           2.3561944901923448 },
76   { 0.28209479177387814, 0, 0,
77           2.5132741228718345 },
78   { 0.28209479177387814, 0, 0,
79           2.6703537555513241 },
80   { 0.28209479177387814, 0, 0,
81           2.8274333882308138 },
82   { 0.28209479177387814, 0, 0,
83           2.9845130209103035 },
84   { 0.28209479177387814, 0, 0,
85           3.1415926535897931 },
86 };
87 
88 // Test function for l=0, m=0.
89 template <typename Tp>
test001()90 void test001()
91 {
92   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
93   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
94   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
95   unsigned int num_datum = sizeof(data001)
96                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
97   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
98     {
99       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data001[i].l), Tp(data001[i].m),
100                    Tp(data001[i].theta));
101       const Tp f0 = data001[i].f0;
102       const Tp diff = f - f0;
103       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
104         max_abs_diff = std::abs(diff);
105       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
106        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
107         {
108           const Tp frac = diff / f0;
109           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
110             max_abs_frac = std::abs(frac);
111         }
112     }
113   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
114 }
115 
116 // Test data for l=1, m=0.
117 testcase_sph_legendre<double> data002[] = {
118   { 0.48860251190291992, 1, 0,
119           0.0000000000000000 },
120   { 0.48258700419201100, 1, 0,
121           0.15707963267948966 },
122   { 0.46468860282345231, 1, 0,
123           0.31415926535897931 },
124   { 0.43534802584032634, 1, 0,
125           0.47123889803846897 },
126   { 0.39528773562374975, 1, 0,
127           0.62831853071795862 },
128   { 0.34549414947133544, 1, 0,
129           0.78539816339744828 },
130   { 0.28719335072959390, 1, 0,
131           0.94247779607693793 },
132   { 0.22182089855280451, 1, 0,
133           1.0995574287564276 },
134   { 0.15098647967228984, 1, 0,
135           1.2566370614359172 },
136   { 0.076434272566846345, 1, 0,
137           1.4137166941154069 },
138   { 2.9918275112863369e-17, 1, 0,
139           1.5707963267948966 },
140   { -0.076434272566846179, 1, 0,
141           1.7278759594743860 },
142   { -0.15098647967228976, 1, 0,
143           1.8849555921538759 },
144   { -0.22182089855280446, 1, 0,
145           2.0420352248333655 },
146   { -0.28719335072959390, 1, 0,
147           2.1991148575128552 },
148   { -0.34549414947133544, 1, 0,
149           2.3561944901923448 },
150   { -0.39528773562374969, 1, 0,
151           2.5132741228718345 },
152   { -0.43534802584032628, 1, 0,
153           2.6703537555513241 },
154   { -0.46468860282345231, 1, 0,
155           2.8274333882308138 },
156   { -0.48258700419201095, 1, 0,
157           2.9845130209103035 },
158   { -0.48860251190291992, 1, 0,
159           3.1415926535897931 },
160 };
161 
162 // Test function for l=1, m=0.
163 template <typename Tp>
test002()164 void test002()
165 {
166   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
167   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
168   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
169   unsigned int num_datum = sizeof(data002)
170                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
171   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
172     {
173       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data002[i].l), Tp(data002[i].m),
174                    Tp(data002[i].theta));
175       const Tp f0 = data002[i].f0;
176       const Tp diff = f - f0;
177       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
178         max_abs_diff = std::abs(diff);
179       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
180        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
181         {
182           const Tp frac = diff / f0;
183           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
184             max_abs_frac = std::abs(frac);
185         }
186     }
187   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
188 }
189 
190 // Test data for l=1, m=1.
191 testcase_sph_legendre<double> data003[] = {
192   { 0.0000000000000000, 1, 1,
193           0.0000000000000000 },
194   { -0.054047192447077917, 1, 1,
195           0.15707963267948966 },
196   { -0.10676356364376104, 1, 1,
197           0.31415926535897931 },
198   { -0.15685106157558129, 1, 1,
199           0.47123889803846897 },
200   { -0.20307636581258243, 1, 1,
201           0.62831853071795862 },
202   { -0.24430125595146013, 1, 1,
203           0.78539816339744828 },
204   { -0.27951063837942880, 1, 1,
205           0.94247779607693793 },
206   { -0.30783754124787122, 1, 1,
207           1.0995574287564276 },
208   { -0.32858446219656551, 1, 1,
209           1.2566370614359172 },
210   { -0.34124054317667202, 1, 1,
211           1.4137166941154069 },
212   { -0.34549414947133567, 1, 1,
213           1.5707963267948966 },
214   { -0.34124054317667202, 1, 1,
215           1.7278759594743860 },
216   { -0.32858446219656556, 1, 1,
217           1.8849555921538759 },
218   { -0.30783754124787127, 1, 1,
219           2.0420352248333655 },
220   { -0.27951063837942880, 1, 1,
221           2.1991148575128552 },
222   { -0.24430125595146013, 1, 1,
223           2.3561944901923448 },
224   { -0.20307636581258248, 1, 1,
225           2.5132741228718345 },
226   { -0.15685106157558140, 1, 1,
227           2.6703537555513241 },
228   { -0.10676356364376104, 1, 1,
229           2.8274333882308138 },
230   { -0.054047192447078167, 1, 1,
231           2.9845130209103035 },
232   { 0.0000000000000000, 1, 1,
233           3.1415926535897931 },
234 };
235 
236 // Test function for l=1, m=1.
237 template <typename Tp>
test003()238 void test003()
239 {
240   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
241   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
242   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
243   unsigned int num_datum = sizeof(data003)
244                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
245   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
246     {
247       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data003[i].l), Tp(data003[i].m),
248                    Tp(data003[i].theta));
249       const Tp f0 = data003[i].f0;
250       const Tp diff = f - f0;
251       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
252         max_abs_diff = std::abs(diff);
253       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
254        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
255         {
256           const Tp frac = diff / f0;
257           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
258             max_abs_frac = std::abs(frac);
259         }
260     }
261   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
262 }
263 
264 // Test data for l=2, m=0.
265 testcase_sph_legendre<double> data004[] = {
266   { 0.63078313050504009, 2, 0,
267           0.0000000000000000 },
268   { 0.60762858760316607, 2, 0,
269           0.15707963267948966 },
270   { 0.54043148688396569, 2, 0,
271           0.31415926535897931 },
272   { 0.43576954875556589, 2, 0,
273           0.47123889803846897 },
274   { 0.30388781294457579, 2, 0,
275           0.62831853071795862 },
276   { 0.15769578262625994, 2, 0,
277           0.78539816339744828 },
278   { 0.011503752307944235, 2, 0,
279           0.94247779607693793 },
280   { -0.12037798350304565, 2, 0,
281           1.0995574287564276 },
282   { -0.22503992163144573, 2, 0,
283           1.2566370614359172 },
284   { -0.29223702235064597, 2, 0,
285           1.4137166941154069 },
286   { -0.31539156525252005, 2, 0,
287           1.5707963267948966 },
288   { -0.29223702235064608, 2, 0,
289           1.7278759594743860 },
290   { -0.22503992163144584, 2, 0,
291           1.8849555921538759 },
292   { -0.12037798350304577, 2, 0,
293           2.0420352248333655 },
294   { 0.011503752307944235, 2, 0,
295           2.1991148575128552 },
296   { 0.15769578262625994, 2, 0,
297           2.3561944901923448 },
298   { 0.30388781294457567, 2, 0,
299           2.5132741228718345 },
300   { 0.43576954875556562, 2, 0,
301           2.6703537555513241 },
302   { 0.54043148688396569, 2, 0,
303           2.8274333882308138 },
304   { 0.60762858760316585, 2, 0,
305           2.9845130209103035 },
306   { 0.63078313050504009, 2, 0,
307           3.1415926535897931 },
308 };
309 
310 // Test function for l=2, m=0.
311 template <typename Tp>
test004()312 void test004()
313 {
314   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
315   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
316   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
317   unsigned int num_datum = sizeof(data004)
318                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
319   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
320     {
321       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data004[i].l), Tp(data004[i].m),
322                    Tp(data004[i].theta));
323       const Tp f0 = data004[i].f0;
324       const Tp diff = f - f0;
325       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
326         max_abs_diff = std::abs(diff);
327       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
328        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
329         {
330           const Tp frac = diff / f0;
331           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
332             max_abs_frac = std::abs(frac);
333         }
334     }
335   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
336 }
337 
338 // Test data for l=2, m=1.
339 testcase_sph_legendre<double> data005[] = {
340   { 0.0000000000000000, 2, 1,
341           0.0000000000000000 },
342   { -0.11936529291378727, 2, 1,
343           0.15707963267948966 },
344   { -0.22704627929027449, 2, 1,
345           0.31415926535897931 },
346   { -0.31250239392538215, 2, 1,
347           0.47123889803846897 },
348   { -0.36736859691086526, 2, 1,
349           0.62831853071795862 },
350   { -0.38627420202318979, 2, 1,
351           0.78539816339744828 },
352   { -0.36736859691086526, 2, 1,
353           0.94247779607693793 },
354   { -0.31250239392538226, 2, 1,
355           1.0995574287564276 },
356   { -0.22704627929027435, 2, 1,
357           1.2566370614359172 },
358   { -0.11936529291378740, 2, 1,
359           1.4137166941154069 },
360   { -4.7304946510089748e-17, 2, 1,
361           1.5707963267948966 },
362   { 0.11936529291378714, 2, 1,
363           1.7278759594743860 },
364   { 0.22704627929027429, 2, 1,
365           1.8849555921538759 },
366   { 0.31250239392538226, 2, 1,
367           2.0420352248333655 },
368   { 0.36736859691086526, 2, 1,
369           2.1991148575128552 },
370   { 0.38627420202318979, 2, 1,
371           2.3561944901923448 },
372   { 0.36736859691086526, 2, 1,
373           2.5132741228718345 },
374   { 0.31250239392538232, 2, 1,
375           2.6703537555513241 },
376   { 0.22704627929027449, 2, 1,
377           2.8274333882308138 },
378   { 0.11936529291378781, 2, 1,
379           2.9845130209103035 },
380   { 0.0000000000000000, 2, 1,
381           3.1415926535897931 },
382 };
383 
384 // Test function for l=2, m=1.
385 template <typename Tp>
test005()386 void test005()
387 {
388   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
389   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
390   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
391   unsigned int num_datum = sizeof(data005)
392                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
393   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
394     {
395       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data005[i].l), Tp(data005[i].m),
396                    Tp(data005[i].theta));
397       const Tp f0 = data005[i].f0;
398       const Tp diff = f - f0;
399       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
400         max_abs_diff = std::abs(diff);
401       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
402        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
403         {
404           const Tp frac = diff / f0;
405           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
406             max_abs_frac = std::abs(frac);
407         }
408     }
409   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
410 }
411 
412 // Test data for l=2, m=2.
413 testcase_sph_legendre<double> data006[] = {
414   { 0.0000000000000000, 2, 2,
415           0.0000000000000000 },
416   { 0.0094528025561622549, 2, 2,
417           0.15707963267948966 },
418   { 0.036885904048903795, 2, 2,
419           0.31415926535897931 },
420   { 0.079613961366457681, 2, 2,
421           0.47123889803846897 },
422   { 0.13345445455470123, 2, 2,
423           0.62831853071795862 },
424   { 0.19313710101159492, 2, 2,
425           0.78539816339744828 },
426   { 0.25281974746848851, 2, 2,
427           0.94247779607693793 },
428   { 0.30666024065673203, 2, 2,
429           1.0995574287564276 },
430   { 0.34938829797428600, 2, 2,
431           1.2566370614359172 },
432   { 0.37682139946702747, 2, 2,
433           1.4137166941154069 },
434   { 0.38627420202318979, 2, 2,
435           1.5707963267948966 },
436   { 0.37682139946702753, 2, 2,
437           1.7278759594743860 },
438   { 0.34938829797428606, 2, 2,
439           1.8849555921538759 },
440   { 0.30666024065673209, 2, 2,
441           2.0420352248333655 },
442   { 0.25281974746848851, 2, 2,
443           2.1991148575128552 },
444   { 0.19313710101159492, 2, 2,
445           2.3561944901923448 },
446   { 0.13345445455470126, 2, 2,
447           2.5132741228718345 },
448   { 0.079613961366457764, 2, 2,
449           2.6703537555513241 },
450   { 0.036885904048903795, 2, 2,
451           2.8274333882308138 },
452   { 0.0094528025561623433, 2, 2,
453           2.9845130209103035 },
454   { 0.0000000000000000, 2, 2,
455           3.1415926535897931 },
456 };
457 
458 // Test function for l=2, m=2.
459 template <typename Tp>
test006()460 void test006()
461 {
462   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
463   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
464   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
465   unsigned int num_datum = sizeof(data006)
466                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
467   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
468     {
469       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data006[i].l), Tp(data006[i].m),
470                    Tp(data006[i].theta));
471       const Tp f0 = data006[i].f0;
472       const Tp diff = f - f0;
473       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
474         max_abs_diff = std::abs(diff);
475       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
476        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
477         {
478           const Tp frac = diff / f0;
479           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
480             max_abs_frac = std::abs(frac);
481         }
482     }
483   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
484 }
485 
486 // Test data for l=5, m=0.
487 testcase_sph_legendre<double> data007[] = {
488   { 0.93560257962738880, 5, 0,
489           0.0000000000000000 },
490   { 0.77014422942080019, 5, 0,
491           0.15707963267948966 },
492   { 0.35892185032365215, 5, 0,
493           0.31415926535897931 },
494   { -0.090214932090594183, 5, 0,
495           0.47123889803846897 },
496   { -0.36214460396518888, 5, 0,
497           0.62831853071795862 },
498   { -0.35145955579226890, 5, 0,
499           0.78539816339744828 },
500   { -0.11441703594725168, 5, 0,
501           0.94247779607693793 },
502   { 0.17248966720808098, 5, 0,
503           1.0995574287564276 },
504   { 0.32128384287200523, 5, 0,
505           1.2566370614359172 },
506   { 0.24377632246714948, 5, 0,
507           1.4137166941154069 },
508   { 1.0741712853887702e-16, 5, 0,
509           1.5707963267948966 },
510   { -0.24377632246714906, 5, 0,
511           1.7278759594743860 },
512   { -0.32128384287200534, 5, 0,
513           1.8849555921538759 },
514   { -0.17248966720808118, 5, 0,
515           2.0420352248333655 },
516   { 0.11441703594725168, 5, 0,
517           2.1991148575128552 },
518   { 0.35145955579226890, 5, 0,
519           2.3561944901923448 },
520   { 0.36214460396518910, 5, 0,
521           2.5132741228718345 },
522   { 0.090214932090594724, 5, 0,
523           2.6703537555513241 },
524   { -0.35892185032365215, 5, 0,
525           2.8274333882308138 },
526   { -0.77014422942079797, 5, 0,
527           2.9845130209103035 },
528   { -0.93560257962738880, 5, 0,
529           3.1415926535897931 },
530 };
531 
532 // Test function for l=5, m=0.
533 template <typename Tp>
test007()534 void test007()
535 {
536   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
537   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
538   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
539   unsigned int num_datum = sizeof(data007)
540                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
541   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
542     {
543       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data007[i].l), Tp(data007[i].m),
544                    Tp(data007[i].theta));
545       const Tp f0 = data007[i].f0;
546       const Tp diff = f - f0;
547       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
548         max_abs_diff = std::abs(diff);
549       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
550        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
551         {
552           const Tp frac = diff / f0;
553           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
554             max_abs_frac = std::abs(frac);
555         }
556     }
557   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
558 }
559 
560 // Test data for l=5, m=1.
561 testcase_sph_legendre<double> data008[] = {
562   { 0.0000000000000000, 5, 1,
563           0.0000000000000000 },
564   { -0.36712373713318258, 5, 1,
565           0.15707963267948966 },
566   { -0.54610329010534753, 5, 1,
567           0.31415926535897931 },
568   { -0.45381991493631785, 5, 1,
569           0.47123889803846897 },
570   { -0.15679720635769953, 5, 1,
571           0.62831853071795862 },
572   { 0.16985499419838637, 5, 1,
573           0.78539816339744828 },
574   { 0.34468004499725180, 5, 1,
575           0.94247779607693793 },
576   { 0.28349471119605985, 5, 1,
577           1.0995574287564276 },
578   { 0.044286619339675856, 5, 1,
579           1.2566370614359172 },
580   { -0.21193784177193470, 5, 1,
581           1.4137166941154069 },
582   { -0.32028164857621527, 5, 1,
583           1.5707963267948966 },
584   { -0.21193784177193514, 5, 1,
585           1.7278759594743860 },
586   { 0.044286619339675606, 5, 1,
587           1.8849555921538759 },
588   { 0.28349471119605979, 5, 1,
589           2.0420352248333655 },
590   { 0.34468004499725180, 5, 1,
591           2.1991148575128552 },
592   { 0.16985499419838637, 5, 1,
593           2.3561944901923448 },
594   { -0.15679720635769920, 5, 1,
595           2.5132741228718345 },
596   { -0.45381991493631757, 5, 1,
597           2.6703537555513241 },
598   { -0.54610329010534753, 5, 1,
599           2.8274333882308138 },
600   { -0.36712373713318397, 5, 1,
601           2.9845130209103035 },
602   { 0.0000000000000000, 5, 1,
603           3.1415926535897931 },
604 };
605 
606 // Test function for l=5, m=1.
607 template <typename Tp>
test008()608 void test008()
609 {
610   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
611   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
612   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
613   unsigned int num_datum = sizeof(data008)
614                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
615   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
616     {
617       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data008[i].l), Tp(data008[i].m),
618                    Tp(data008[i].theta));
619       const Tp f0 = data008[i].f0;
620       const Tp diff = f - f0;
621       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
622         max_abs_diff = std::abs(diff);
623       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
624        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
625         {
626           const Tp frac = diff / f0;
627           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
628             max_abs_frac = std::abs(frac);
629         }
630     }
631   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
632 }
633 
634 // Test data for l=5, m=2.
635 testcase_sph_legendre<double> data009[] = {
636   { 0.0000000000000000, 5, 2,
637           0.0000000000000000 },
638   { 0.078919441745546146, 5, 2,
639           0.15707963267948966 },
640   { 0.26373799140437981, 5, 2,
641           0.31415926535897931 },
642   { 0.43002359842080096, 5, 2,
643           0.47123889803846897 },
644   { 0.45642486439050994, 5, 2,
645           0.62831853071795862 },
646   { 0.29959604906083276, 5, 2,
647           0.78539816339744828 },
648   { 0.023781239849532242, 5, 2,
649           0.94247779607693793 },
650   { -0.23313989334673815, 5, 2,
651           1.0995574287564276 },
652   { -0.33799912776303714, 5, 2,
653           1.2566370614359172 },
654   { -0.23964508489529743, 5, 2,
655           1.4137166941154069 },
656   { -1.0377480524338170e-16, 5, 2,
657           1.5707963267948966 },
658   { 0.23964508489529704, 5, 2,
659           1.7278759594743860 },
660   { 0.33799912776303714, 5, 2,
661           1.8849555921538759 },
662   { 0.23313989334673837, 5, 2,
663           2.0420352248333655 },
664   { -0.023781239849532242, 5, 2,
665           2.1991148575128552 },
666   { -0.29959604906083276, 5, 2,
667           2.3561944901923448 },
668   { -0.45642486439050978, 5, 2,
669           2.5132741228718345 },
670   { -0.43002359842080118, 5, 2,
671           2.6703537555513241 },
672   { -0.26373799140437981, 5, 2,
673           2.8274333882308138 },
674   { -0.078919441745546867, 5, 2,
675           2.9845130209103035 },
676   { 0.0000000000000000, 5, 2,
677           3.1415926535897931 },
678 };
679 
680 // Test function for l=5, m=2.
681 template <typename Tp>
test009()682 void test009()
683 {
684   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
685   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
686   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
687   unsigned int num_datum = sizeof(data009)
688                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
689   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
690     {
691       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data009[i].l), Tp(data009[i].m),
692                    Tp(data009[i].theta));
693       const Tp f0 = data009[i].f0;
694       const Tp diff = f - f0;
695       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
696         max_abs_diff = std::abs(diff);
697       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
698        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
699         {
700           const Tp frac = diff / f0;
701           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
702             max_abs_frac = std::abs(frac);
703         }
704     }
705   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
706 }
707 
708 // Test data for l=5, m=5.
709 testcase_sph_legendre<double> data010[] = {
710   { 0.0000000000000000, 5, 5,
711           0.0000000000000000 },
712   { -4.3481439097909148e-05, 5, 5,
713           0.15707963267948966 },
714   { -0.0013078367086431812, 5, 5,
715           0.31415926535897931 },
716   { -0.0089510818191922761, 5, 5,
717           0.47123889803846897 },
718   { -0.032563803777573896, 5, 5,
719           0.62831853071795862 },
720   { -0.082047757105021310, 5, 5,
721           0.78539816339744828 },
722   { -0.16085328164143819, 5, 5,
723           0.94247779607693793 },
724   { -0.26064303436645375, 5, 5,
725           1.0995574287564276 },
726   { -0.36113811790820566, 5, 5,
727           1.2566370614359172 },
728   { -0.43625592459446139, 5, 5,
729           1.4137166941154069 },
730   { -0.46413220344085809, 5, 5,
731           1.5707963267948966 },
732   { -0.43625592459446155, 5, 5,
733           1.7278759594743860 },
734   { -0.36113811790820577, 5, 5,
735           1.8849555921538759 },
736   { -0.26064303436645381, 5, 5,
737           2.0420352248333655 },
738   { -0.16085328164143819, 5, 5,
739           2.1991148575128552 },
740   { -0.082047757105021310, 5, 5,
741           2.3561944901923448 },
742   { -0.032563803777573924, 5, 5,
743           2.5132741228718345 },
744   { -0.0089510818191923004, 5, 5,
745           2.6703537555513241 },
746   { -0.0013078367086431812, 5, 5,
747           2.8274333882308138 },
748   { -4.3481439097910151e-05, 5, 5,
749           2.9845130209103035 },
750   { 0.0000000000000000, 5, 5,
751           3.1415926535897931 },
752 };
753 
754 // Test function for l=5, m=5.
755 template <typename Tp>
test010()756 void test010()
757 {
758   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
759   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
760   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
761   unsigned int num_datum = sizeof(data010)
762                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
763   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
764     {
765       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data010[i].l), Tp(data010[i].m),
766                    Tp(data010[i].theta));
767       const Tp f0 = data010[i].f0;
768       const Tp diff = f - f0;
769       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
770         max_abs_diff = std::abs(diff);
771       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
772        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
773         {
774           const Tp frac = diff / f0;
775           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
776             max_abs_frac = std::abs(frac);
777         }
778     }
779   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
780 }
781 
782 // Test data for l=10, m=0.
783 testcase_sph_legendre<double> data011[] = {
784   { 1.2927207364566027, 10, 0,
785           0.0000000000000000 },
786   { 0.55288895150522632, 10, 0,
787           0.15707963267948966 },
788   { -0.44874428379711506, 10, 0,
789           0.31415926535897931 },
790   { -0.25532095827149692, 10, 0,
791           0.47123889803846897 },
792   { 0.36625249688013967, 10, 0,
793           0.62831853071795862 },
794   { 0.14880806329084145, 10, 0,
795           0.78539816339744828 },
796   { -0.33533356797848746, 10, 0,
797           0.94247779607693793 },
798   { -0.080639967662335818, 10, 0,
799           1.0995574287564276 },
800   { 0.32197986450174521, 10, 0,
801           1.2566370614359172 },
802   { 0.025713542103667848, 10, 0,
803           1.4137166941154069 },
804   { -0.31813049373736707, 10, 0,
805           1.5707963267948966 },
806   { 0.025713542103666668, 10, 0,
807           1.7278759594743860 },
808   { 0.32197986450174532, 10, 0,
809           1.8849555921538759 },
810   { -0.080639967662335416, 10, 0,
811           2.0420352248333655 },
812   { -0.33533356797848746, 10, 0,
813           2.1991148575128552 },
814   { 0.14880806329084145, 10, 0,
815           2.3561944901923448 },
816   { 0.36625249688013994, 10, 0,
817           2.5132741228718345 },
818   { -0.25532095827149576, 10, 0,
819           2.6703537555513241 },
820   { -0.44874428379711506, 10, 0,
821           2.8274333882308138 },
822   { 0.55288895150521977, 10, 0,
823           2.9845130209103035 },
824   { 1.2927207364566027, 10, 0,
825           3.1415926535897931 },
826 };
827 
828 // Test function for l=10, m=0.
829 template <typename Tp>
test011()830 void test011()
831 {
832   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
833   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
834   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
835   unsigned int num_datum = sizeof(data011)
836                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
837   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
838     {
839       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data011[i].l), Tp(data011[i].m),
840                    Tp(data011[i].theta));
841       const Tp f0 = data011[i].f0;
842       const Tp diff = f - f0;
843       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
844         max_abs_diff = std::abs(diff);
845       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
846        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
847         {
848           const Tp frac = diff / f0;
849           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
850             max_abs_frac = std::abs(frac);
851         }
852     }
853   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
854 }
855 
856 // Test data for l=10, m=1.
857 testcase_sph_legendre<double> data012[] = {
858   { 0.0000000000000000, 10, 1,
859           0.0000000000000000 },
860   { -0.74373723919063905, 10, 1,
861           0.15707963267948966 },
862   { -0.29035110456209551, 10, 1,
863           0.31415926535897931 },
864   { 0.42219282075271497, 10, 1,
865           0.47123889803846897 },
866   { 0.17109256898931269, 10, 1,
867           0.62831853071795862 },
868   { -0.35583574648544292, 10, 1,
869           0.78539816339744828 },
870   { -0.10089212303543979, 10, 1,
871           0.94247779607693793 },
872   { 0.32997652649321085, 10, 1,
873           1.0995574287564276 },
874   { 0.047416376890033113, 10, 1,
875           1.2566370614359172 },
876   { -0.31999356750295654, 10, 1,
877           1.4137166941154069 },
878   { -2.0430664782290766e-16, 10, 1,
879           1.5707963267948966 },
880   { 0.31999356750295660, 10, 1,
881           1.7278759594743860 },
882   { -0.047416376890032523, 10, 1,
883           1.8849555921538759 },
884   { -0.32997652649321102, 10, 1,
885           2.0420352248333655 },
886   { 0.10089212303543979, 10, 1,
887           2.1991148575128552 },
888   { 0.35583574648544292, 10, 1,
889           2.3561944901923448 },
890   { -0.17109256898931186, 10, 1,
891           2.5132741228718345 },
892   { -0.42219282075271553, 10, 1,
893           2.6703537555513241 },
894   { 0.29035110456209551, 10, 1,
895           2.8274333882308138 },
896   { 0.74373723919064028, 10, 1,
897           2.9845130209103035 },
898   { 0.0000000000000000, 10, 1,
899           3.1415926535897931 },
900 };
901 
902 // Test function for l=10, m=1.
903 template <typename Tp>
test012()904 void test012()
905 {
906   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
907   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
908   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
909   unsigned int num_datum = sizeof(data012)
910                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
911   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
912     {
913       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data012[i].l), Tp(data012[i].m),
914                    Tp(data012[i].theta));
915       const Tp f0 = data012[i].f0;
916       const Tp diff = f - f0;
917       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
918         max_abs_diff = std::abs(diff);
919       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
920        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
921         {
922           const Tp frac = diff / f0;
923           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
924             max_abs_frac = std::abs(frac);
925         }
926     }
927   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
928 }
929 
930 // Test data for l=10, m=2.
931 testcase_sph_legendre<double> data013[] = {
932   { 0.0000000000000000, 10, 2,
933           0.0000000000000000 },
934   { 0.34571695599980284, 10, 2,
935           0.15707963267948966 },
936   { 0.62485535978198059, 10, 2,
937           0.31415926535897931 },
938   { 0.098210039644716363, 10, 2,
939           0.47123889803846897 },
940   { -0.41494799233049656, 10, 2,
941           0.62831853071795862 },
942   { -0.081698973831472149, 10, 2,
943           0.78539816339744828 },
944   { 0.35253132222271272, 10, 2,
945           0.94247779607693793 },
946   { 0.049026298555981063, 10, 2,
947           1.0995574287564276 },
948   { -0.32791246874130797, 10, 2,
949           1.2566370614359172 },
950   { -0.016196782433946910, 10, 2,
951           1.4137166941154069 },
952   { 0.32106263400438328, 10, 2,
953           1.5707963267948966 },
954   { -0.016196782433945765, 10, 2,
955           1.7278759594743860 },
956   { -0.32791246874130797, 10, 2,
957           1.8849555921538759 },
958   { 0.049026298555980702, 10, 2,
959           2.0420352248333655 },
960   { 0.35253132222271272, 10, 2,
961           2.1991148575128552 },
962   { -0.081698973831472149, 10, 2,
963           2.3561944901923448 },
964   { -0.41494799233049667, 10, 2,
965           2.5132741228718345 },
966   { 0.098210039644714753, 10, 2,
967           2.6703537555513241 },
968   { 0.62485535978198059, 10, 2,
969           2.8274333882308138 },
970   { 0.34571695599980551, 10, 2,
971           2.9845130209103035 },
972   { 0.0000000000000000, 10, 2,
973           3.1415926535897931 },
974 };
975 
976 // Test function for l=10, m=2.
977 template <typename Tp>
test013()978 void test013()
979 {
980   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
981   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
982   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
983   unsigned int num_datum = sizeof(data013)
984                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
985   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
986     {
987       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data013[i].l), Tp(data013[i].m),
988                    Tp(data013[i].theta));
989       const Tp f0 = data013[i].f0;
990       const Tp diff = f - f0;
991       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
992         max_abs_diff = std::abs(diff);
993       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
994        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
995         {
996           const Tp frac = diff / f0;
997           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
998             max_abs_frac = std::abs(frac);
999         }
1000     }
1001   VERIFY(max_abs_frac < Tp(5.0000000000000039e-13));
1002 }
1003 
1004 // Test data for l=10, m=5.
1005 testcase_sph_legendre<double> data014[] = {
1006   { 0.0000000000000000, 10, 5,
1007           0.0000000000000000 },
1008   { -0.0030300124052750187, 10, 5,
1009           0.15707963267948966 },
1010   { -0.070348585248056830, 10, 5,
1011           0.31415926535897931 },
1012   { -0.30055029290703639, 10, 5,
1013           0.47123889803846897 },
1014   { -0.49987818144009166, 10, 5,
1015           0.62831853071795862 },
1016   { -0.28108771757150086, 10, 5,
1017           0.78539816339744828 },
1018   { 0.22068081187249308, 10, 5,
1019           0.94247779607693793 },
1020   { 0.33689502212592115, 10, 5,
1021           1.0995574287564276 },
1022   { -0.086095515520763985, 10, 5,
1023           1.2566370614359172 },
1024   { -0.33935827318511558, 10, 5,
1025           1.4137166941154069 },
1026   { -1.9213014340664578e-16, 10, 5,
1027           1.5707963267948966 },
1028   { 0.33935827318511552, 10, 5,
1029           1.7278759594743860 },
1030   { 0.086095515520764526, 10, 5,
1031           1.8849555921538759 },
1032   { -0.33689502212592098, 10, 5,
1033           2.0420352248333655 },
1034   { -0.22068081187249308, 10, 5,
1035           2.1991148575128552 },
1036   { 0.28108771757150086, 10, 5,
1037           2.3561944901923448 },
1038   { 0.49987818144009155, 10, 5,
1039           2.5132741228718345 },
1040   { 0.30055029290703678, 10, 5,
1041           2.6703537555513241 },
1042   { 0.070348585248056830, 10, 5,
1043           2.8274333882308138 },
1044   { 0.0030300124052750855, 10, 5,
1045           2.9845130209103035 },
1046   { 0.0000000000000000, 10, 5,
1047           3.1415926535897931 },
1048 };
1049 
1050 // Test function for l=10, m=5.
1051 template <typename Tp>
test014()1052 void test014()
1053 {
1054   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1055   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1056   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1057   unsigned int num_datum = sizeof(data014)
1058                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1059   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1060     {
1061       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data014[i].l), Tp(data014[i].m),
1062                    Tp(data014[i].theta));
1063       const Tp f0 = data014[i].f0;
1064       const Tp diff = f - f0;
1065       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1066         max_abs_diff = std::abs(diff);
1067       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1068        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1069         {
1070           const Tp frac = diff / f0;
1071           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1072             max_abs_frac = std::abs(frac);
1073         }
1074     }
1075   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
1076 }
1077 
1078 // Test data for l=10, m=10.
1079 testcase_sph_legendre<double> data015[] = {
1080   { 0.0000000000000000, 10, 10,
1081           0.0000000000000000 },
1082   { 4.7624282733343473e-09, 10, 10,
1083           0.15707963267948966 },
1084   { 4.3085156534549772e-06, 10, 10,
1085           0.31415926535897931 },
1086   { 0.00020182347649472368, 10, 10,
1087           0.47123889803846897 },
1088   { 0.0026711045506511684, 10, 10,
1089           0.62831853071795862 },
1090   { 0.016957196623256943, 10, 10,
1091           0.78539816339744828 },
1092   { 0.065174916004990341, 10, 10,
1093           0.94247779607693793 },
1094   { 0.17112476903017843, 10, 10,
1095           1.0995574287564276 },
1096   { 0.32852414199733548, 10, 10,
1097           1.2566370614359172 },
1098   { 0.47940582314838287, 10, 10,
1099           1.4137166941154069 },
1100   { 0.54263029194422152, 10, 10,
1101           1.5707963267948966 },
1102   { 0.47940582314838309, 10, 10,
1103           1.7278759594743860 },
1104   { 0.32852414199733571, 10, 10,
1105           1.8849555921538759 },
1106   { 0.17112476903017854, 10, 10,
1107           2.0420352248333655 },
1108   { 0.065174916004990341, 10, 10,
1109           2.1991148575128552 },
1110   { 0.016957196623256943, 10, 10,
1111           2.3561944901923448 },
1112   { 0.0026711045506511706, 10, 10,
1113           2.5132741228718345 },
1114   { 0.00020182347649472493, 10, 10,
1115           2.6703537555513241 },
1116   { 4.3085156534549772e-06, 10, 10,
1117           2.8274333882308138 },
1118   { 4.7624282733345673e-09, 10, 10,
1119           2.9845130209103035 },
1120   { 0.0000000000000000, 10, 10,
1121           3.1415926535897931 },
1122 };
1123 
1124 // Test function for l=10, m=10.
1125 template <typename Tp>
test015()1126 void test015()
1127 {
1128   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1129   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1130   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1131   unsigned int num_datum = sizeof(data015)
1132                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1133   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1134     {
1135       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data015[i].l), Tp(data015[i].m),
1136                    Tp(data015[i].theta));
1137       const Tp f0 = data015[i].f0;
1138       const Tp diff = f - f0;
1139       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1140         max_abs_diff = std::abs(diff);
1141       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1142        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1143         {
1144           const Tp frac = diff / f0;
1145           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1146             max_abs_frac = std::abs(frac);
1147         }
1148     }
1149   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
1150 }
1151 
1152 // Test data for l=20, m=0.
1153 testcase_sph_legendre<double> data016[] = {
1154   { 1.8062879984608917, 20, 0,
1155           0.0000000000000000 },
1156   { -0.58906549291415966, 20, 0,
1157           0.15707963267948966 },
1158   { 0.45624611402342408, 20, 0,
1159           0.31415926535897931 },
1160   { -0.39955402700466724, 20, 0,
1161           0.47123889803846897 },
1162   { 0.36818552901640750, 20, 0,
1163           0.62831853071795862 },
1164   { -0.34873131330857787, 20, 0,
1165           0.78539816339744828 },
1166   { 0.33600882829186501, 20, 0,
1167           0.94247779607693793 },
1168   { -0.32759286308122904, 20, 0,
1169           1.0995574287564276 },
1170   { 0.32222458068091320, 20, 0,
1171           1.2566370614359172 },
1172   { -0.31922731037135960, 20, 0,
1173           1.4137166941154069 },
1174   { 0.31826262039531755, 20, 0,
1175           1.5707963267948966 },
1176   { -0.31922731037135965, 20, 0,
1177           1.7278759594743860 },
1178   { 0.32222458068091336, 20, 0,
1179           1.8849555921538759 },
1180   { -0.32759286308122937, 20, 0,
1181           2.0420352248333655 },
1182   { 0.33600882829186501, 20, 0,
1183           2.1991148575128552 },
1184   { -0.34873131330857787, 20, 0,
1185           2.3561944901923448 },
1186   { 0.36818552901640839, 20, 0,
1187           2.5132741228718345 },
1188   { -0.39955402700466852, 20, 0,
1189           2.6703537555513241 },
1190   { 0.45624611402342408, 20, 0,
1191           2.8274333882308138 },
1192   { -0.58906549291416699, 20, 0,
1193           2.9845130209103035 },
1194   { 1.8062879984608917, 20, 0,
1195           3.1415926535897931 },
1196 };
1197 
1198 // Test function for l=20, m=0.
1199 template <typename Tp>
test016()1200 void test016()
1201 {
1202   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1203   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1204   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1205   unsigned int num_datum = sizeof(data016)
1206                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1207   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1208     {
1209       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data016[i].l), Tp(data016[i].m),
1210                    Tp(data016[i].theta));
1211       const Tp f0 = data016[i].f0;
1212       const Tp diff = f - f0;
1213       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1214         max_abs_diff = std::abs(diff);
1215       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1216        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1217         {
1218           const Tp frac = diff / f0;
1219           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1220             max_abs_frac = std::abs(frac);
1221         }
1222     }
1223   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
1224 }
1225 
1226 // Test data for l=20, m=1.
1227 testcase_sph_legendre<double> data017[] = {
1228   { 0.0000000000000000, 20, 1,
1229           0.0000000000000000 },
1230   { -0.45905213045060206, 20, 1,
1231           0.15707963267948966 },
1232   { 0.31166370423309170, 20, 1,
1233           0.31415926535897931 },
1234   { -0.23278757741246814, 20, 1,
1235           0.47123889803846897 },
1236   { 0.17937240823504183, 20, 1,
1237           0.62831853071795862 },
1238   { -0.13857299972299736, 20, 1,
1239           0.78539816339744828 },
1240   { 0.10495324841927710, 20, 1,
1241           0.94247779607693793 },
1242   { -0.075707774352164178, 20, 1,
1243           1.0995574287564276 },
1244   { 0.049168697683476620, 20, 1,
1245           1.2566370614359172 },
1246   { -0.024216050551253254, 20, 1,
1247           1.4137166941154069 },
1248   { 3.9938443510694349e-16, 20, 1,
1249           1.5707963267948966 },
1250   { 0.024216050551250898, 20, 1,
1251           1.7278759594743860 },
1252   { -0.049168697683475482, 20, 1,
1253           1.8849555921538759 },
1254   { 0.075707774352163332, 20, 1,
1255           2.0420352248333655 },
1256   { -0.10495324841927710, 20, 1,
1257           2.1991148575128552 },
1258   { 0.13857299972299736, 20, 1,
1259           2.3561944901923448 },
1260   { -0.17937240823504039, 20, 1,
1261           2.5132741228718345 },
1262   { 0.23278757741246658, 20, 1,
1263           2.6703537555513241 },
1264   { -0.31166370423309170, 20, 1,
1265           2.8274333882308138 },
1266   { 0.45905213045059318, 20, 1,
1267           2.9845130209103035 },
1268   { 0.0000000000000000, 20, 1,
1269           3.1415926535897931 },
1270 };
1271 
1272 // Test function for l=20, m=1.
1273 template <typename Tp>
test017()1274 void test017()
1275 {
1276   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1277   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1278   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1279   unsigned int num_datum = sizeof(data017)
1280                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1281   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1282     {
1283       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data017[i].l), Tp(data017[i].m),
1284                    Tp(data017[i].theta));
1285       const Tp f0 = data017[i].f0;
1286       const Tp diff = f - f0;
1287       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1288         max_abs_diff = std::abs(diff);
1289       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1290        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1291         {
1292           const Tp frac = diff / f0;
1293           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1294             max_abs_frac = std::abs(frac);
1295         }
1296     }
1297   VERIFY(max_abs_frac < Tp(5.0000000000000039e-13));
1298 }
1299 
1300 // Test data for l=20, m=2.
1301 testcase_sph_legendre<double> data018[] = {
1302   { 0.0000000000000000, 20, 2,
1303           0.0000000000000000 },
1304   { 0.87399805141574682, 20, 2,
1305           0.15707963267948966 },
1306   { -0.55116854080894984, 20, 2,
1307           0.31415926535897931 },
1308   { 0.44520137308557534, 20, 2,
1309           0.47123889803846897 },
1310   { -0.39321637877908228, 20, 2,
1311           0.62831853071795862 },
1312   { 0.36312025711350970, 20, 2,
1313           0.78539816339744828 },
1314   { -0.34427103004873094, 20, 2,
1315           0.94247779607693793 },
1316   { 0.33214917638387625, 20, 2,
1317           1.0995574287564276 },
1318   { -0.32455734448839091, 20, 2,
1319           1.2566370614359172 },
1320   { 0.32036529628513238, 20, 2,
1321           1.4137166941154069 },
1322   { -0.31902310563819986, 20, 2,
1323           1.5707963267948966 },
1324   { 0.32036529628513266, 20, 2,
1325           1.7278759594743860 },
1326   { -0.32455734448839102, 20, 2,
1327           1.8849555921538759 },
1328   { 0.33214917638387670, 20, 2,
1329           2.0420352248333655 },
1330   { -0.34427103004873094, 20, 2,
1331           2.1991148575128552 },
1332   { 0.36312025711350970, 20, 2,
1333           2.3561944901923448 },
1334   { -0.39321637877908278, 20, 2,
1335           2.5132741228718345 },
1336   { 0.44520137308557639, 20, 2,
1337           2.6703537555513241 },
1338   { -0.55116854080894984, 20, 2,
1339           2.8274333882308138 },
1340   { 0.87399805141574360, 20, 2,
1341           2.9845130209103035 },
1342   { 0.0000000000000000, 20, 2,
1343           3.1415926535897931 },
1344 };
1345 
1346 // Test function for l=20, m=2.
1347 template <typename Tp>
test018()1348 void test018()
1349 {
1350   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1351   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1352   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1353   unsigned int num_datum = sizeof(data018)
1354                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1355   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1356     {
1357       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data018[i].l), Tp(data018[i].m),
1358                    Tp(data018[i].theta));
1359       const Tp f0 = data018[i].f0;
1360       const Tp diff = f - f0;
1361       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1362         max_abs_diff = std::abs(diff);
1363       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1364        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1365         {
1366           const Tp frac = diff / f0;
1367           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1368             max_abs_frac = std::abs(frac);
1369         }
1370     }
1371   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
1372 }
1373 
1374 // Test data for l=20, m=5.
1375 testcase_sph_legendre<double> data019[] = {
1376   { 0.0000000000000000, 20, 5,
1377           0.0000000000000000 },
1378   { -0.10024848623504846, 20, 5,
1379           0.15707963267948966 },
1380   { -0.68115361075940595, 20, 5,
1381           0.31415926535897931 },
1382   { 0.31774532551156237, 20, 5,
1383           0.47123889803846897 },
1384   { -0.16011868165390564, 20, 5,
1385           0.62831853071795862 },
1386   { 0.085844143304116230, 20, 5,
1387           0.78539816339744828 },
1388   { -0.047467540840864686, 20, 5,
1389           0.94247779607693793 },
1390   { 0.026283575189471282, 20, 5,
1391           1.0995574287564276 },
1392   { -0.013891104052597331, 20, 5,
1393           1.2566370614359172 },
1394   { 0.0059873308239496931, 20, 5,
1395           1.4137166941154069 },
1396   { 3.9355286582083095e-16, 20, 5,
1397           1.5707963267948966 },
1398   { -0.0059873308239519040, 20, 5,
1399           1.7278759594743860 },
1400   { 0.013891104052598531, 20, 5,
1401           1.8849555921538759 },
1402   { -0.026283575189472212, 20, 5,
1403           2.0420352248333655 },
1404   { 0.047467540840864686, 20, 5,
1405           2.1991148575128552 },
1406   { -0.085844143304116230, 20, 5,
1407           2.3561944901923448 },
1408   { 0.16011868165390636, 20, 5,
1409           2.5132741228718345 },
1410   { -0.31774532551156448, 20, 5,
1411           2.6703537555513241 },
1412   { 0.68115361075940595, 20, 5,
1413           2.8274333882308138 },
1414   { 0.10024848623505037, 20, 5,
1415           2.9845130209103035 },
1416   { 0.0000000000000000, 20, 5,
1417           3.1415926535897931 },
1418 };
1419 
1420 // Test function for l=20, m=5.
1421 template <typename Tp>
test019()1422 void test019()
1423 {
1424   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1425   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1426   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1427   unsigned int num_datum = sizeof(data019)
1428                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1429   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1430     {
1431       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data019[i].l), Tp(data019[i].m),
1432                    Tp(data019[i].theta));
1433       const Tp f0 = data019[i].f0;
1434       const Tp diff = f - f0;
1435       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1436         max_abs_diff = std::abs(diff);
1437       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1438        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1439         {
1440           const Tp frac = diff / f0;
1441           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1442             max_abs_frac = std::abs(frac);
1443         }
1444     }
1445   VERIFY(max_abs_frac < Tp(1.0000000000000008e-12));
1446 }
1447 
1448 // Test data for l=20, m=10.
1449 testcase_sph_legendre<double> data020[] = {
1450   { 0.0000000000000000, 20, 10,
1451           0.0000000000000000 },
1452   { 3.0595797603706485e-05, 20, 10,
1453           0.15707963267948966 },
1454   { 0.015924453916397008, 20, 10,
1455           0.31415926535897931 },
1456   { 0.26588079118745700, 20, 10,
1457           0.47123889803846897 },
1458   { 0.54045081420686825, 20, 10,
1459           0.62831853071795862 },
1460   { -0.28215279394285597, 20, 10,
1461           0.78539816339744828 },
1462   { 0.0085297337582246665, 20, 10,
1463           0.94247779607693793 },
1464   { 0.16930127953533775, 20, 10,
1465           1.0995574287564276 },
1466   { -0.27215134048018352, 20, 10,
1467           1.2566370614359172 },
1468   { 0.32456597088029526, 20, 10,
1469           1.4137166941154069 },
1470   { -0.34057893241353715, 20, 10,
1471           1.5707963267948966 },
1472   { 0.32456597088029449, 20, 10,
1473           1.7278759594743860 },
1474   { -0.27215134048018308, 20, 10,
1475           1.8849555921538759 },
1476   { 0.16930127953533725, 20, 10,
1477           2.0420352248333655 },
1478   { 0.0085297337582246665, 20, 10,
1479           2.1991148575128552 },
1480   { -0.28215279394285597, 20, 10,
1481           2.3561944901923448 },
1482   { 0.54045081420686658, 20, 10,
1483           2.5132741228718345 },
1484   { 0.26588079118745822, 20, 10,
1485           2.6703537555513241 },
1486   { 0.015924453916397008, 20, 10,
1487           2.8274333882308138 },
1488   { 3.0595797603707854e-05, 20, 10,
1489           2.9845130209103035 },
1490   { 0.0000000000000000, 20, 10,
1491           3.1415926535897931 },
1492 };
1493 
1494 // Test function for l=20, m=10.
1495 template <typename Tp>
test020()1496 void test020()
1497 {
1498   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1499   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1500   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1501   unsigned int num_datum = sizeof(data020)
1502                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1503   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1504     {
1505       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data020[i].l), Tp(data020[i].m),
1506                    Tp(data020[i].theta));
1507       const Tp f0 = data020[i].f0;
1508       const Tp diff = f - f0;
1509       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1510         max_abs_diff = std::abs(diff);
1511       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1512        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1513         {
1514           const Tp frac = diff / f0;
1515           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1516             max_abs_frac = std::abs(frac);
1517         }
1518     }
1519   VERIFY(max_abs_frac < Tp(5.0000000000000039e-13));
1520 }
1521 
1522 // Test data for l=20, m=20.
1523 testcase_sph_legendre<double> data021[] = {
1524   { 0.0000000000000000, 20, 20,
1525           0.0000000000000000 },
1526   { 4.9264471419245886e-17, 20, 20,
1527           0.15707963267948966 },
1528   { 4.0321091681531780e-11, 20, 20,
1529           0.31415926535897931 },
1530   { 8.8474944184471664e-08, 20, 20,
1531           0.47123889803846897 },
1532   { 1.5497395129387764e-05, 20, 20,
1533           0.62831853071795862 },
1534   { 0.00062457564282984723, 20, 20,
1535           0.78539816339744828 },
1536   { 0.0092265192458967603, 20, 20,
1537           0.94247779607693793 },
1538   { 0.063606673236323269, 20, 20,
1539           1.0995574287564276 },
1540   { 0.23442909509776308, 20, 20,
1541           1.2566370614359172 },
1542   { 0.49921030481087009, 20, 20,
1543           1.4137166941154069 },
1544   { 0.63956545825776223, 20, 20,
1545           1.5707963267948966 },
1546   { 0.49921030481087064, 20, 20,
1547           1.7278759594743860 },
1548   { 0.23442909509776344, 20, 20,
1549           1.8849555921538759 },
1550   { 0.063606673236323352, 20, 20,
1551           2.0420352248333655 },
1552   { 0.0092265192458967603, 20, 20,
1553           2.1991148575128552 },
1554   { 0.00062457564282984723, 20, 20,
1555           2.3561944901923448 },
1556   { 1.5497395129387818e-05, 20, 20,
1557           2.5132741228718345 },
1558   { 8.8474944184472617e-08, 20, 20,
1559           2.6703537555513241 },
1560   { 4.0321091681531780e-11, 20, 20,
1561           2.8274333882308138 },
1562   { 4.9264471419250786e-17, 20, 20,
1563           2.9845130209103035 },
1564   { 0.0000000000000000, 20, 20,
1565           3.1415926535897931 },
1566 };
1567 
1568 // Test function for l=20, m=20.
1569 template <typename Tp>
test021()1570 void test021()
1571 {
1572   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1573   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1574   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1575   unsigned int num_datum = sizeof(data021)
1576                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1577   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1578     {
1579       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data021[i].l), Tp(data021[i].m),
1580                    Tp(data021[i].theta));
1581       const Tp f0 = data021[i].f0;
1582       const Tp diff = f - f0;
1583       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1584         max_abs_diff = std::abs(diff);
1585       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1586        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1587         {
1588           const Tp frac = diff / f0;
1589           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1590             max_abs_frac = std::abs(frac);
1591         }
1592     }
1593   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
1594 }
1595 
1596 // Test data for l=50, m=0.
1597 testcase_sph_legendre<double> data022[] = {
1598   { 2.8350175706934717, 50, 0,
1599           0.0000000000000000 },
1600   { 0.53157537495174845, 50, 0,
1601           0.15707963267948966 },
1602   { -0.46056183476301349, 50, 0,
1603           0.31415926535897931 },
1604   { -0.24876032079677909, 50, 0,
1605           0.47123889803846897 },
1606   { 0.36926172901532522, 50, 0,
1607           0.62831853071795862 },
1608   { 0.14571730283563306, 50, 0,
1609           0.78539816339744828 },
1610   { -0.33636199170850811, 50, 0,
1611           0.94247779607693793 },
1612   { -0.079132716267092035, 50, 0,
1613           1.0995574287564276 },
1614   { 0.32232921941301440, 50, 0,
1615           1.2566370614359172 },
1616   { 0.025253991969481446, 50, 0,
1617           1.4137166941154069 },
1618   { -0.31830208724152359, 50, 0,
1619           1.5707963267948966 },
1620   { 0.025253991969476128, 50, 0,
1621           1.7278759594743860 },
1622   { 0.32232921941301479, 50, 0,
1623           1.8849555921538759 },
1624   { -0.079132716267090078, 50, 0,
1625           2.0420352248333655 },
1626   { -0.33636199170850811, 50, 0,
1627           2.1991148575128552 },
1628   { 0.14571730283563306, 50, 0,
1629           2.3561944901923448 },
1630   { 0.36926172901532717, 50, 0,
1631           2.5132741228718345 },
1632   { -0.24876032079677393, 50, 0,
1633           2.6703537555513241 },
1634   { -0.46056183476301349, 50, 0,
1635           2.8274333882308138 },
1636   { 0.53157537495172380, 50, 0,
1637           2.9845130209103035 },
1638   { 2.8350175706934717, 50, 0,
1639           3.1415926535897931 },
1640 };
1641 
1642 // Test function for l=50, m=0.
1643 template <typename Tp>
test022()1644 void test022()
1645 {
1646   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1647   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1648   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1649   unsigned int num_datum = sizeof(data022)
1650                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1651   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1652     {
1653       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data022[i].l), Tp(data022[i].m),
1654                    Tp(data022[i].theta));
1655       const Tp f0 = data022[i].f0;
1656       const Tp diff = f - f0;
1657       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1658         max_abs_diff = std::abs(diff);
1659       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1660        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1661         {
1662           const Tp frac = diff / f0;
1663           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1664             max_abs_frac = std::abs(frac);
1665         }
1666     }
1667   VERIFY(max_abs_frac < Tp(5.0000000000000039e-13));
1668 }
1669 
1670 // Test data for l=50, m=1.
1671 testcase_sph_legendre<double> data023[] = {
1672   { 0.0000000000000000, 50, 1,
1673           0.0000000000000000 },
1674   { -0.63751752155226116, 50, 1,
1675           0.15707963267948966 },
1676   { -0.32616619317604312, 50, 1,
1677           0.31415926535897931 },
1678   { 0.40649930826162706, 50, 1,
1679           0.47123889803846897 },
1680   { 0.18473991408344026, 50, 1,
1681           0.62831853071795862 },
1682   { -0.35083930302013211, 50, 1,
1683           0.78539816339744828 },
1684   { -0.10755382110947098, 50, 1,
1685           0.94247779607693793 },
1686   { 0.32822568316499862, 50, 1,
1687           1.0995574287564276 },
1688   { 0.050286056609798180, 50, 1,
1689           1.2566370614359172 },
1690   { -0.31935368562159638, 50, 1,
1691           1.4137166941154069 },
1692   { -9.8421602686195941e-16, 50, 1,
1693           1.5707963267948966 },
1694   { 0.31935368562159705, 50, 1,
1695           1.7278759594743860 },
1696   { -0.050286056609795383, 50, 1,
1697           1.8849555921538759 },
1698   { -0.32822568316499923, 50, 1,
1699           2.0420352248333655 },
1700   { 0.10755382110947098, 50, 1,
1701           2.1991148575128552 },
1702   { 0.35083930302013211, 50, 1,
1703           2.3561944901923448 },
1704   { -0.18473991408343632, 50, 1,
1705           2.5132741228718345 },
1706   { -0.40649930826163039, 50, 1,
1707           2.6703537555513241 },
1708   { 0.32616619317604312, 50, 1,
1709           2.8274333882308138 },
1710   { 0.63751752155227837, 50, 1,
1711           2.9845130209103035 },
1712   { 0.0000000000000000, 50, 1,
1713           3.1415926535897931 },
1714 };
1715 
1716 // Test function for l=50, m=1.
1717 template <typename Tp>
test023()1718 void test023()
1719 {
1720   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1721   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1722   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1723   unsigned int num_datum = sizeof(data023)
1724                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1725   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1726     {
1727       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data023[i].l), Tp(data023[i].m),
1728                    Tp(data023[i].theta));
1729       const Tp f0 = data023[i].f0;
1730       const Tp diff = f - f0;
1731       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1732         max_abs_diff = std::abs(diff);
1733       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1734        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1735         {
1736           const Tp frac = diff / f0;
1737           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1738             max_abs_frac = std::abs(frac);
1739         }
1740     }
1741   VERIFY(max_abs_frac < Tp(5.0000000000000039e-13));
1742 }
1743 
1744 // Test data for l=50, m=2.
1745 testcase_sph_legendre<double> data024[] = {
1746   { 0.0000000000000000, 50, 2,
1747           0.0000000000000000 },
1748   { -0.37230261163839168, 50, 2,
1749           0.15707963267948966 },
1750   { 0.50051599680315972, 50, 2,
1751           0.31415926535897931 },
1752   { 0.21724795180329545, 50, 2,
1753           0.47123889803846897 },
1754   { -0.37948127307610940, 50, 2,
1755           0.62831853071795862 },
1756   { -0.13187372121003119, 50, 2,
1757           0.78539816339744828 },
1758   { 0.33959009162400194, 50, 2,
1759           0.94247779607693793 },
1760   { 0.072537503112490409, 50, 2,
1761           1.0995574287564276 },
1762   { -0.32310306941855271, 50, 2,
1763           1.2566370614359172 },
1764   { -0.023259822816436588, 50, 2,
1765           1.4137166941154069 },
1766   { 0.31842698506357275, 50, 2,
1767           1.5707963267948966 },
1768   { -0.023259822816431144, 50, 2,
1769           1.7278759594743860 },
1770   { -0.32310306941855299, 50, 2,
1771           1.8849555921538759 },
1772   { 0.072537503112488369, 50, 2,
1773           2.0420352248333655 },
1774   { 0.33959009162400194, 50, 2,
1775           2.1991148575128552 },
1776   { -0.13187372121003119, 50, 2,
1777           2.3561944901923448 },
1778   { -0.37948127307611074, 50, 2,
1779           2.5132741228718345 },
1780   { 0.21724795180328935, 50, 2,
1781           2.6703537555513241 },
1782   { 0.50051599680315972, 50, 2,
1783           2.8274333882308138 },
1784   { -0.37230261163836298, 50, 2,
1785           2.9845130209103035 },
1786   { 0.0000000000000000, 50, 2,
1787           3.1415926535897931 },
1788 };
1789 
1790 // Test function for l=50, m=2.
1791 template <typename Tp>
test024()1792 void test024()
1793 {
1794   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1795   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1796   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1797   unsigned int num_datum = sizeof(data024)
1798                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1799   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1800     {
1801       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data024[i].l), Tp(data024[i].m),
1802                    Tp(data024[i].theta));
1803       const Tp f0 = data024[i].f0;
1804       const Tp diff = f - f0;
1805       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1806         max_abs_diff = std::abs(diff);
1807       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1808        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1809         {
1810           const Tp frac = diff / f0;
1811           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1812             max_abs_frac = std::abs(frac);
1813         }
1814     }
1815   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000015e-12));
1816 }
1817 
1818 // Test data for l=50, m=5.
1819 testcase_sph_legendre<double> data025[] = {
1820   { 0.0000000000000000, 50, 5,
1821           0.0000000000000000 },
1822   { -0.57750385903193069, 50, 5,
1823           0.15707963267948966 },
1824   { 0.077360497065584566, 50, 5,
1825           0.31415926535897931 },
1826   { 0.47707267400540210, 50, 5,
1827           0.47123889803846897 },
1828   { 0.055370615126630537, 50, 5,
1829           0.62831853071795862 },
1830   { -0.37629451847202855, 50, 5,
1831           0.78539816339744828 },
1832   { -0.048042277801960624, 50, 5,
1833           0.94247779607693793 },
1834   { 0.33619379362228685, 50, 5,
1835           1.0995574287564276 },
1836   { 0.025265227185719726, 50, 5,
1837           1.2566370614359172 },
1838   { -0.32083679430964518, 50, 5,
1839           1.4137166941154069 },
1840   { -9.8189201019751884e-16, 50, 5,
1841           1.5707963267948966 },
1842   { 0.32083679430964590, 50, 5,
1843           1.7278759594743860 },
1844   { -0.025265227185716856, 50, 5,
1845           1.8849555921538759 },
1846   { -0.33619379362228730, 50, 5,
1847           2.0420352248333655 },
1848   { 0.048042277801960624, 50, 5,
1849           2.1991148575128552 },
1850   { 0.37629451847202855, 50, 5,
1851           2.3561944901923448 },
1852   { -0.055370615126626936, 50, 5,
1853           2.5132741228718345 },
1854   { -0.47707267400540210, 50, 5,
1855           2.6703537555513241 },
1856   { -0.077360497065584566, 50, 5,
1857           2.8274333882308138 },
1858   { 0.57750385903191004, 50, 5,
1859           2.9845130209103035 },
1860   { 0.0000000000000000, 50, 5,
1861           3.1415926535897931 },
1862 };
1863 
1864 // Test function for l=50, m=5.
1865 template <typename Tp>
test025()1866 void test025()
1867 {
1868   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1869   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1870   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1871   unsigned int num_datum = sizeof(data025)
1872                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1873   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1874     {
1875       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data025[i].l), Tp(data025[i].m),
1876                    Tp(data025[i].theta));
1877       const Tp f0 = data025[i].f0;
1878       const Tp diff = f - f0;
1879       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1880         max_abs_diff = std::abs(diff);
1881       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1882        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1883         {
1884           const Tp frac = diff / f0;
1885           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1886             max_abs_frac = std::abs(frac);
1887         }
1888     }
1889   VERIFY(max_abs_frac < Tp(1.0000000000000008e-12));
1890 }
1891 
1892 // Test data for l=50, m=10.
1893 testcase_sph_legendre<double> data026[] = {
1894   { 0.0000000000000000, 50, 10,
1895           0.0000000000000000 },
1896   { 0.15606941844800759, 50, 10,
1897           0.15707963267948966 },
1898   { -0.53748868836814601, 50, 10,
1899           0.31415926535897931 },
1900   { -0.49304919025183896, 50, 10,
1901           0.47123889803846897 },
1902   { -0.26267582750428264, 50, 10,
1903           0.62831853071795862 },
1904   { 0.22058983666314402, 50, 10,
1905           0.78539816339744828 },
1906   { 0.32936725160671759, 50, 10,
1907           0.94247779607693793 },
1908   { -0.092053311559446988, 50, 10,
1909           1.0995574287564276 },
1910   { -0.32542913495935555, 50, 10,
1911           1.2566370614359172 },
1912   { 0.025673223789103500, 50, 10,
1913           1.4137166941154069 },
1914   { 0.32150019350255743, 50, 10,
1915           1.5707963267948966 },
1916   { 0.025673223789108864, 50, 10,
1917           1.7278759594743860 },
1918   { -0.32542913495935494, 50, 10,
1919           1.8849555921538759 },
1920   { -0.092053311559448570, 50, 10,
1921           2.0420352248333655 },
1922   { 0.32936725160671759, 50, 10,
1923           2.1991148575128552 },
1924   { 0.22058983666314402, 50, 10,
1925           2.3561944901923448 },
1926   { -0.26267582750427909, 50, 10,
1927           2.5132741228718345 },
1928   { -0.49304919025184119, 50, 10,
1929           2.6703537555513241 },
1930   { -0.53748868836814601, 50, 10,
1931           2.8274333882308138 },
1932   { 0.15606941844801259, 50, 10,
1933           2.9845130209103035 },
1934   { 0.0000000000000000, 50, 10,
1935           3.1415926535897931 },
1936 };
1937 
1938 // Test function for l=50, m=10.
1939 template <typename Tp>
test026()1940 void test026()
1941 {
1942   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
1943   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
1944   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
1945   unsigned int num_datum = sizeof(data026)
1946                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
1947   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
1948     {
1949       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data026[i].l), Tp(data026[i].m),
1950                    Tp(data026[i].theta));
1951       const Tp f0 = data026[i].f0;
1952       const Tp diff = f - f0;
1953       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
1954         max_abs_diff = std::abs(diff);
1955       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
1956        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
1957         {
1958           const Tp frac = diff / f0;
1959           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
1960             max_abs_frac = std::abs(frac);
1961         }
1962     }
1963   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
1964 }
1965 
1966 // Test data for l=50, m=20.
1967 testcase_sph_legendre<double> data027[] = {
1968   { 0.0000000000000000, 50, 20,
1969           0.0000000000000000 },
1970   { 3.0409598712833082e-07, 50, 20,
1971           0.15707963267948966 },
1972   { 0.030940518122882305, 50, 20,
1973           0.31415926535897931 },
1974   { 0.64134588721659935, 50, 20,
1975           0.47123889803846897 },
1976   { 0.29895244392136394, 50, 20,
1977           0.62831853071795862 },
1978   { 0.25309324781874065, 50, 20,
1979           0.78539816339744828 },
1980   { 0.34368634714931712, 50, 20,
1981           0.94247779607693793 },
1982   { 0.33996764360663956, 50, 20,
1983           1.0995574287564276 },
1984   { 0.12866267745104118, 50, 20,
1985           1.2566370614359172 },
1986   { -0.18201114398922874, 50, 20,
1987           1.4137166941154069 },
1988   { -0.33216683431510857, 50, 20,
1989           1.5707963267948966 },
1990   { -0.18201114398923304, 50, 20,
1991           1.7278759594743860 },
1992   { 0.12866267745103846, 50, 20,
1993           1.8849555921538759 },
1994   { 0.33996764360663906, 50, 20,
1995           2.0420352248333655 },
1996   { 0.34368634714931712, 50, 20,
1997           2.1991148575128552 },
1998   { 0.25309324781874065, 50, 20,
1999           2.3561944901923448 },
2000   { 0.29895244392136738, 50, 20,
2001           2.5132741228718345 },
2002   { 0.64134588721659791, 50, 20,
2003           2.6703537555513241 },
2004   { 0.030940518122882305, 50, 20,
2005           2.8274333882308138 },
2006   { 3.0409598712835877e-07, 50, 20,
2007           2.9845130209103035 },
2008   { 0.0000000000000000, 50, 20,
2009           3.1415926535897931 },
2010 };
2011 
2012 // Test function for l=50, m=20.
2013 template <typename Tp>
test027()2014 void test027()
2015 {
2016   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
2017   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
2018   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
2019   unsigned int num_datum = sizeof(data027)
2020                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
2021   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
2022     {
2023       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data027[i].l), Tp(data027[i].m),
2024                    Tp(data027[i].theta));
2025       const Tp f0 = data027[i].f0;
2026       const Tp diff = f - f0;
2027       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
2028         max_abs_diff = std::abs(diff);
2029       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
2030        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
2031         {
2032           const Tp frac = diff / f0;
2033           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
2034             max_abs_frac = std::abs(frac);
2035         }
2036     }
2037   VERIFY(max_abs_frac < Tp(5.0000000000000039e-13));
2038 }
2039 
2040 // Test data for l=50, m=50.
2041 testcase_sph_legendre<double> data028[] = {
2042   { 0.0000000000000000, 50, 50,
2043           0.0000000000000000 },
2044   { 4.1649039898151844e-41, 50, 50,
2045           0.15707963267948966 },
2046   { 2.5240684647724192e-26, 50, 50,
2047           0.31415926535897931 },
2048   { 5.6927376423967334e-18, 50, 50,
2049           0.47123889803846897 },
2050   { 2.3116239814797057e-12, 50, 50,
2051           0.62831853071795862 },
2052   { 2.3835981241325311e-08, 50, 50,
2053           0.78539816339744828 },
2054   { 1.9992410287270356e-05, 50, 50,
2055           0.94247779607693793 },
2056   { 0.0024947505670829791, 50, 50,
2057           1.0995574287564276 },
2058   { 0.065057774647971175, 50, 50,
2059           1.2566370614359172 },
2060   { 0.43050607056732243, 50, 50,
2061           1.4137166941154069 },
2062   { 0.79980281171531975, 50, 50,
2063           1.5707963267948966 },
2064   { 0.43050607056732360, 50, 50,
2065           1.7278759594743860 },
2066   { 0.065057774647971384, 50, 50,
2067           1.8849555921538759 },
2068   { 0.0024947505670829856, 50, 50,
2069           2.0420352248333655 },
2070   { 1.9992410287270356e-05, 50, 50,
2071           2.1991148575128552 },
2072   { 2.3835981241325311e-08, 50, 50,
2073           2.3561944901923448 },
2074   { 2.3116239814797222e-12, 50, 50,
2075           2.5132741228718345 },
2076   { 5.6927376423968544e-18, 50, 50,
2077           2.6703537555513241 },
2078   { 2.5240684647724192e-26, 50, 50,
2079           2.8274333882308138 },
2080   { 4.1649039898161316e-41, 50, 50,
2081           2.9845130209103035 },
2082   { 0.0000000000000000, 50, 50,
2083           3.1415926535897931 },
2084 };
2085 
2086 // Test function for l=50, m=50.
2087 template <typename Tp>
test028()2088 void test028()
2089 {
2090   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
2091   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
2092   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
2093   unsigned int num_datum = sizeof(data028)
2094                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
2095   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
2096     {
2097       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data028[i].l), Tp(data028[i].m),
2098                    Tp(data028[i].theta));
2099       const Tp f0 = data028[i].f0;
2100       const Tp diff = f - f0;
2101       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
2102         max_abs_diff = std::abs(diff);
2103       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
2104        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
2105         {
2106           const Tp frac = diff / f0;
2107           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
2108             max_abs_frac = std::abs(frac);
2109         }
2110     }
2111   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
2112 }
2113 
2114 // Test data for l=100, m=0.
2115 testcase_sph_legendre<double> data029[] = {
2116   { 3.9993839251484076, 100, 0,
2117           0.0000000000000000 },
2118   { -0.60770160285935471, 100, 0,
2119           0.15707963267948966 },
2120   { 0.46193027883956100, 100, 0,
2121           0.31415926535897931 },
2122   { -0.40218718869815234, 100, 0,
2123           0.47123889803846897 },
2124   { 0.36960201406910737, 100, 0,
2125           0.62831853071795862 },
2126   { -0.34953726547378611, 100, 0,
2127           0.78539816339744828 },
2128   { 0.33646959352497846, 100, 0,
2129           0.94247779607693793 },
2130   { -0.32784733067663169, 100, 0,
2131           1.0995574287564276 },
2132   { 0.32235624474047936, 100, 0,
2133           1.2566370614359172 },
2134   { -0.31929330706601283, 100, 0,
2135           1.4137166941154069 },
2136   { 0.31830791662110325, 100, 0,
2137           1.5707963267948966 },
2138   { -0.31929330706601389, 100, 0,
2139           1.7278759594743860 },
2140   { 0.32235624474048052, 100, 0,
2141           1.8849555921538759 },
2142   { -0.32784733067663291, 100, 0,
2143           2.0420352248333655 },
2144   { 0.33646959352497846, 100, 0,
2145           2.1991148575128552 },
2146   { -0.34953726547378611, 100, 0,
2147           2.3561944901923448 },
2148   { 0.36960201406911114, 100, 0,
2149           2.5132741228718345 },
2150   { -0.40218718869815695, 100, 0,
2151           2.6703537555513241 },
2152   { 0.46193027883956100, 100, 0,
2153           2.8274333882308138 },
2154   { -0.60770160285939478, 100, 0,
2155           2.9845130209103035 },
2156   { 3.9993839251484076, 100, 0,
2157           3.1415926535897931 },
2158 };
2159 
2160 // Test function for l=100, m=0.
2161 template <typename Tp>
test029()2162 void test029()
2163 {
2164   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
2165   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
2166   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
2167   unsigned int num_datum = sizeof(data029)
2168                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
2169   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
2170     {
2171       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data029[i].l), Tp(data029[i].m),
2172                    Tp(data029[i].theta));
2173       const Tp f0 = data029[i].f0;
2174       const Tp diff = f - f0;
2175       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
2176         max_abs_diff = std::abs(diff);
2177       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
2178        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
2179         {
2180           const Tp frac = diff / f0;
2181           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
2182             max_abs_frac = std::abs(frac);
2183         }
2184     }
2185   VERIFY(max_abs_frac < Tp(1.0000000000000008e-12));
2186 }
2187 
2188 // Test data for l=100, m=1.
2189 testcase_sph_legendre<double> data030[] = {
2190   { 0.0000000000000000, 100, 1,
2191           0.0000000000000000 },
2192   { -0.50851949013719622, 100, 1,
2193           0.15707963267948966 },
2194   { 0.33129641402221310, 100, 1,
2195           0.31415926535897931 },
2196   { -0.24390405750942562, 100, 1,
2197           0.47123889803846897 },
2198   { 0.18659755088414165, 100, 1,
2199           0.62831853071795862 },
2200   { -0.14355908970516640, 100, 1,
2201           0.78539816339744828 },
2202   { 0.10844906813251093, 100, 1,
2203           0.94247779607693793 },
2204   { -0.078100088690859812, 100, 1,
2205           1.0995574287564276 },
2206   { 0.050670002998304528, 100, 1,
2207           1.2566370614359172 },
2208   { -0.024941251747138762, 100, 1,
2209           1.4137166941154069 },
2210   { 1.9587949830851639e-15, 100, 1,
2211           1.5707963267948966 },
2212   { 0.024941251747127649, 100, 1,
2213           1.7278759594743860 },
2214   { -0.050670002998298595, 100, 1,
2215           1.8849555921538759 },
2216   { 0.078100088690855676, 100, 1,
2217           2.0420352248333655 },
2218   { -0.10844906813251093, 100, 1,
2219           2.1991148575128552 },
2220   { 0.14355908970516640, 100, 1,
2221           2.3561944901923448 },
2222   { -0.18659755088413349, 100, 1,
2223           2.5132741228718345 },
2224   { 0.24390405750941485, 100, 1,
2225           2.6703537555513241 },
2226   { -0.33129641402221310, 100, 1,
2227           2.8274333882308138 },
2228   { 0.50851949013714548, 100, 1,
2229           2.9845130209103035 },
2230   { 0.0000000000000000, 100, 1,
2231           3.1415926535897931 },
2232 };
2233 
2234 // Test function for l=100, m=1.
2235 template <typename Tp>
test030()2236 void test030()
2237 {
2238   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
2239   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
2240   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
2241   unsigned int num_datum = sizeof(data030)
2242                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
2243   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
2244     {
2245       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data030[i].l), Tp(data030[i].m),
2246                    Tp(data030[i].theta));
2247       const Tp f0 = data030[i].f0;
2248       const Tp diff = f - f0;
2249       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
2250         max_abs_diff = std::abs(diff);
2251       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
2252        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
2253         {
2254           const Tp frac = diff / f0;
2255           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
2256             max_abs_frac = std::abs(frac);
2257         }
2258     }
2259   VERIFY(max_abs_frac < Tp(1.0000000000000008e-12));
2260 }
2261 
2262 // Test data for l=100, m=2.
2263 testcase_sph_legendre<double> data031[] = {
2264   { 0.0000000000000000, 100, 2,
2265           0.0000000000000000 },
2266   { 0.67166274297194040, 100, 2,
2267           0.15707963267948966 },
2268   { -0.48226933687995144, 100, 2,
2269           0.31415926535897931 },
2270   { 0.41175421895715447, 100, 2,
2271           0.47123889803846897 },
2272   { -0.37475021787822460, 100, 2,
2273           0.62831853071795862 },
2274   { 0.35242909383605475, 100, 2,
2275           0.78539816339744828 },
2276   { -0.33807110409160002, 100, 2,
2277           0.94247779607693793 },
2278   { 0.32867180390709999, 100, 2,
2279           1.0995574287564276 },
2280   { -0.32271583790278469, 100, 2,
2281           1.2566370614359172 },
2282   { 0.31940354677687433, 100, 2,
2283           1.4137166941154069 },
2284   { -0.31833943693772526, 100, 2,
2285           1.5707963267948966 },
2286   { 0.31940354677687521, 100, 2,
2287           1.7278759594743860 },
2288   { -0.32271583790278524, 100, 2,
2289           1.8849555921538759 },
2290   { 0.32867180390710143, 100, 2,
2291           2.0420352248333655 },
2292   { -0.33807110409160002, 100, 2,
2293           2.1991148575128552 },
2294   { 0.35242909383605475, 100, 2,
2295           2.3561944901923448 },
2296   { -0.37475021787822771, 100, 2,
2297           2.5132741228718345 },
2298   { 0.41175421895716069, 100, 2,
2299           2.6703537555513241 },
2300   { -0.48226933687995144, 100, 2,
2301           2.8274333882308138 },
2302   { 0.67166274297196804, 100, 2,
2303           2.9845130209103035 },
2304   { 0.0000000000000000, 100, 2,
2305           3.1415926535897931 },
2306 };
2307 
2308 // Test function for l=100, m=2.
2309 template <typename Tp>
test031()2310 void test031()
2311 {
2312   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
2313   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
2314   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
2315   unsigned int num_datum = sizeof(data031)
2316                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
2317   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
2318     {
2319       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data031[i].l), Tp(data031[i].m),
2320                    Tp(data031[i].theta));
2321       const Tp f0 = data031[i].f0;
2322       const Tp diff = f - f0;
2323       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
2324         max_abs_diff = std::abs(diff);
2325       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
2326        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
2327         {
2328           const Tp frac = diff / f0;
2329           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
2330             max_abs_frac = std::abs(frac);
2331         }
2332     }
2333   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000020e-13));
2334 }
2335 
2336 // Test data for l=100, m=5.
2337 testcase_sph_legendre<double> data032[] = {
2338   { 0.0000000000000000, 100, 5,
2339           0.0000000000000000 },
2340   { 0.062564361105907143, 100, 5,
2341           0.15707963267948966 },
2342   { 0.14179554455880186, 100, 5,
2343           0.31415926535897931 },
2344   { -0.14356866942906019, 100, 5,
2345           0.47123889803846897 },
2346   { 0.12355483388448507, 100, 5,
2347           0.62831853071795862 },
2348   { -0.10090029999681098, 100, 5,
2349           0.78539816339744828 },
2350   { 0.078905134460230564, 100, 5,
2351           0.94247779607693793 },
2352   { -0.058040182398187236, 100, 5,
2353           1.0995574287564276 },
2354   { 0.038142759389484152, 100, 5,
2355           1.2566370614359172 },
2356   { -0.018906264170660277, 100, 5,
2357           1.4137166941154069 },
2358   { 1.9576303042914544e-15, 100, 5,
2359           1.5707963267948966 },
2360   { 0.018906264170649747, 100, 5,
2361           1.7278759594743860 },
2362   { -0.038142759389478524, 100, 5,
2363           1.8849555921538759 },
2364   { 0.058040182398182996, 100, 5,
2365           2.0420352248333655 },
2366   { -0.078905134460230564, 100, 5,
2367           2.1991148575128552 },
2368   { 0.10090029999681098, 100, 5,
2369           2.3561944901923448 },
2370   { -0.12355483388447780, 100, 5,
2371           2.5132741228718345 },
2372   { 0.14356866942904903, 100, 5,
2373           2.6703537555513241 },
2374   { -0.14179554455880186, 100, 5,
2375           2.8274333882308138 },
2376   { -0.062564361105959004, 100, 5,
2377           2.9845130209103035 },
2378   { 0.0000000000000000, 100, 5,
2379           3.1415926535897931 },
2380 };
2381 
2382 // Test function for l=100, m=5.
2383 template <typename Tp>
test032()2384 void test032()
2385 {
2386   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
2387   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
2388   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
2389   unsigned int num_datum = sizeof(data032)
2390                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
2391   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
2392     {
2393       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data032[i].l), Tp(data032[i].m),
2394                    Tp(data032[i].theta));
2395       const Tp f0 = data032[i].f0;
2396       const Tp diff = f - f0;
2397       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
2398         max_abs_diff = std::abs(diff);
2399       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
2400        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
2401         {
2402           const Tp frac = diff / f0;
2403           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
2404             max_abs_frac = std::abs(frac);
2405         }
2406     }
2407   VERIFY(max_abs_frac < Tp(5.0000000000000029e-12));
2408 }
2409 
2410 // Test data for l=100, m=10.
2411 testcase_sph_legendre<double> data033[] = {
2412   { 0.0000000000000000, 100, 10,
2413           0.0000000000000000 },
2414   { -0.75366545187995670, 100, 10,
2415           0.15707963267948966 },
2416   { -0.35914570017277186, 100, 10,
2417           0.31415926535897931 },
2418   { 0.43480692911578245, 100, 10,
2419           0.47123889803846897 },
2420   { -0.40862111080315705, 100, 10,
2421           0.62831853071795862 },
2422   { 0.37832688692909400, 100, 10,
2423           0.78539816339744828 },
2424   { -0.35484056194773472, 100, 10,
2425           0.94247779607693793 },
2426   { 0.33821981171196336, 100, 10,
2427           1.0995574287564276 },
2428   { -0.32729120767830605, 100, 10,
2429           1.2566370614359172 },
2430   { 0.32110336937091455, 100, 10,
2431           1.4137166941154069 },
2432   { -0.31910064020036194, 100, 10,
2433           1.5707963267948966 },
2434   { 0.32110336937091488, 100, 10,
2435           1.7278759594743860 },
2436   { -0.32729120767830577, 100, 10,
2437           1.8849555921538759 },
2438   { 0.33821981171196341, 100, 10,
2439           2.0420352248333655 },
2440   { -0.35484056194773472, 100, 10,
2441           2.1991148575128552 },
2442   { 0.37832688692909400, 100, 10,
2443           2.3561944901923448 },
2444   { -0.40862111080315433, 100, 10,
2445           2.5132741228718345 },
2446   { 0.43480692911577806, 100, 10,
2447           2.6703537555513241 },
2448   { -0.35914570017277186, 100, 10,
2449           2.8274333882308138 },
2450   { -0.75366545187998180, 100, 10,
2451           2.9845130209103035 },
2452   { 0.0000000000000000, 100, 10,
2453           3.1415926535897931 },
2454 };
2455 
2456 // Test function for l=100, m=10.
2457 template <typename Tp>
test033()2458 void test033()
2459 {
2460   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
2461   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
2462   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
2463   unsigned int num_datum = sizeof(data033)
2464                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
2465   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
2466     {
2467       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data033[i].l), Tp(data033[i].m),
2468                    Tp(data033[i].theta));
2469       const Tp f0 = data033[i].f0;
2470       const Tp diff = f - f0;
2471       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
2472         max_abs_diff = std::abs(diff);
2473       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
2474        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
2475         {
2476           const Tp frac = diff / f0;
2477           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
2478             max_abs_frac = std::abs(frac);
2479         }
2480     }
2481   VERIFY(max_abs_frac < Tp(1.0000000000000008e-12));
2482 }
2483 
2484 // Test data for l=100, m=20.
2485 testcase_sph_legendre<double> data034[] = {
2486   { 0.0000000000000000, 100, 20,
2487           0.0000000000000000 },
2488   { 0.053569660841553138, 100, 20,
2489           0.15707963267948966 },
2490   { 0.57154926874732426, 100, 20,
2491           0.31415926535897931 },
2492   { 0.47536909969585828, 100, 20,
2493           0.47123889803846897 },
2494   { -0.28882554564109014, 100, 20,
2495           0.62831853071795862 },
2496   { 0.020116179014049645, 100, 20,
2497           0.78539816339744828 },
2498   { 0.14752195931706580, 100, 20,
2499           0.94247779607693793 },
2500   { -0.24069428588868527, 100, 20,
2501           1.0995574287564276 },
2502   { 0.29031796025014395, 100, 20,
2503           1.2566370614359172 },
2504   { -0.31437256851143475, 100, 20,
2505           1.4137166941154069 },
2506   { 0.32153954851141792, 100, 20,
2507           1.5707963267948966 },
2508   { -0.31437256851143192, 100, 20,
2509           1.7278759594743860 },
2510   { 0.29031796025014112, 100, 20,
2511           1.8849555921538759 },
2512   { -0.24069428588868211, 100, 20,
2513           2.0420352248333655 },
2514   { 0.14752195931706580, 100, 20,
2515           2.1991148575128552 },
2516   { 0.020116179014049645, 100, 20,
2517           2.3561944901923448 },
2518   { -0.28882554564109658, 100, 20,
2519           2.5132741228718345 },
2520   { 0.47536909969585378, 100, 20,
2521           2.6703537555513241 },
2522   { 0.57154926874732426, 100, 20,
2523           2.8274333882308138 },
2524   { 0.053569660841557065, 100, 20,
2525           2.9845130209103035 },
2526   { 0.0000000000000000, 100, 20,
2527           3.1415926535897931 },
2528 };
2529 
2530 // Test function for l=100, m=20.
2531 template <typename Tp>
test034()2532 void test034()
2533 {
2534   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
2535   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
2536   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
2537   unsigned int num_datum = sizeof(data034)
2538                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
2539   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
2540     {
2541       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data034[i].l), Tp(data034[i].m),
2542                    Tp(data034[i].theta));
2543       const Tp f0 = data034[i].f0;
2544       const Tp diff = f - f0;
2545       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
2546         max_abs_diff = std::abs(diff);
2547       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
2548        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
2549         {
2550           const Tp frac = diff / f0;
2551           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
2552             max_abs_frac = std::abs(frac);
2553         }
2554     }
2555   VERIFY(max_abs_frac < Tp(2.5000000000000015e-12));
2556 }
2557 
2558 // Test data for l=100, m=50.
2559 testcase_sph_legendre<double> data035[] = {
2560   { 0.0000000000000000, 100, 50,
2561           0.0000000000000000 },
2562   { 3.3047910392590630e-21, 100, 50,
2563           0.15707963267948966 },
2564   { 1.0592655372554983e-07, 100, 50,
2565           0.31415926535897931 },
2566   { 0.080418744223952635, 100, 50,
2567           0.47123889803846897 },
2568   { -0.56450600580393062, 100, 50,
2569           0.62831853071795862 },
2570   { 0.33338739844741766, 100, 50,
2571           0.78539816339744828 },
2572   { 0.39741714816514678, 100, 50,
2573           0.94247779607693793 },
2574   { 0.35223993750972293, 100, 50,
2575           1.0995574287564276 },
2576   { 0.17885891940721749, 100, 50,
2577           1.2566370614359172 },
2578   { -0.15341660126461953, 100, 50,
2579           1.4137166941154069 },
2580   { -0.34175924303503102, 100, 50,
2581           1.5707963267948966 },
2582   { -0.15341660126462864, 100, 50,
2583           1.7278759594743860 },
2584   { 0.17885891940721332, 100, 50,
2585           1.8849555921538759 },
2586   { 0.35223993750972149, 100, 50,
2587           2.0420352248333655 },
2588   { 0.39741714816514678, 100, 50,
2589           2.1991148575128552 },
2590   { 0.33338739844741766, 100, 50,
2591           2.3561944901923448 },
2592   { -0.56450600580392785, 100, 50,
2593           2.5132741228718345 },
2594   { 0.080418744223953439, 100, 50,
2595           2.6703537555513241 },
2596   { 1.0592655372554983e-07, 100, 50,
2597           2.8274333882308138 },
2598   { 3.3047910392597871e-21, 100, 50,
2599           2.9845130209103035 },
2600   { 0.0000000000000000, 100, 50,
2601           3.1415926535897931 },
2602 };
2603 
2604 // Test function for l=100, m=50.
2605 template <typename Tp>
test035()2606 void test035()
2607 {
2608   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
2609   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
2610   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
2611   unsigned int num_datum = sizeof(data035)
2612                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
2613   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
2614     {
2615       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data035[i].l), Tp(data035[i].m),
2616                    Tp(data035[i].theta));
2617       const Tp f0 = data035[i].f0;
2618       const Tp diff = f - f0;
2619       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
2620         max_abs_diff = std::abs(diff);
2621       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
2622        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
2623         {
2624           const Tp frac = diff / f0;
2625           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
2626             max_abs_frac = std::abs(frac);
2627         }
2628     }
2629   VERIFY(max_abs_frac < Tp(5.0000000000000039e-13));
2630 }
2631 
2632 // Test data for l=100, m=100.
2633 testcase_sph_legendre<double> data036[] = {
2634   { 0.0000000000000000, 100, 100,
2635           0.0000000000000000 },
2636   { 2.5744136608862186e-81, 100, 100,
2637           0.15707963267948966 },
2638   { 9.4551974868956498e-52, 100, 100,
2639           0.31415926535897931 },
2640   { 4.8096190703396912e-35, 100, 100,
2641           0.47123889803846897 },
2642   { 7.9305393636343450e-24, 100, 100,
2643           0.62831853071795862 },
2644   { 8.4320740610946652e-16, 100, 100,
2645           0.78539816339744828 },
2646   { 5.9319660146027522e-10, 100, 100,
2647           0.94247779607693793 },
2648   { 9.2368225946796921e-06, 100, 100,
2649           1.0995574287564276 },
2650   { 0.0062815489742043982, 100, 100,
2651           1.2566370614359172 },
2652   { 0.27505966018176986, 100, 100,
2653           1.4137166941154069 },
2654   { 0.94936713998764621, 100, 100,
2655           1.5707963267948966 },
2656   { 0.27505966018177136, 100, 100,
2657           1.7278759594743860 },
2658   { 0.0062815489742044433, 100, 100,
2659           1.8849555921538759 },
2660   { 9.2368225946797582e-06, 100, 100,
2661           2.0420352248333655 },
2662   { 5.9319660146027522e-10, 100, 100,
2663           2.1991148575128552 },
2664   { 8.4320740610946652e-16, 100, 100,
2665           2.3561944901923448 },
2666   { 7.9305393636344581e-24, 100, 100,
2667           2.5132741228718345 },
2668   { 4.8096190703399648e-35, 100, 100,
2669           2.6703537555513241 },
2670   { 9.4551974868956498e-52, 100, 100,
2671           2.8274333882308138 },
2672   { 2.5744136608873895e-81, 100, 100,
2673           2.9845130209103035 },
2674   { 0.0000000000000000, 100, 100,
2675           3.1415926535897931 },
2676 };
2677 
2678 // Test function for l=100, m=100.
2679 template <typename Tp>
test036()2680 void test036()
2681 {
2682   const Tp eps = std::numeric_limits<Tp>::epsilon();
2683   Tp max_abs_diff = -Tp(1);
2684   Tp max_abs_frac = -Tp(1);
2685   unsigned int num_datum = sizeof(data036)
2686                          / sizeof(testcase_sph_legendre<double>);
2687   for (unsigned int i = 0; i < num_datum; ++i)
2688     {
2689       const Tp f = std::tr1::sph_legendre(Tp(data036[i].l), Tp(data036[i].m),
2690                    Tp(data036[i].theta));
2691       const Tp f0 = data036[i].f0;
2692       const Tp diff = f - f0;
2693       if (std::abs(diff) > max_abs_diff)
2694         max_abs_diff = std::abs(diff);
2695       if (std::abs(f0) > Tp(10) * eps
2696        && std::abs(f) > Tp(10) * eps)
2697         {
2698           const Tp frac = diff / f0;
2699           if (std::abs(frac) > max_abs_frac)
2700             max_abs_frac = std::abs(frac);
2701         }
2702     }
2703   VERIFY(max_abs_frac < Tp(5.0000000000000039e-13));
2704 }
2705 
main(int,char **)2706 int main(int, char**)
2707 {
2708   test001<double>();
2709   test002<double>();
2710   test003<double>();
2711   test004<double>();
2712   test005<double>();
2713   test006<double>();
2714   test007<double>();
2715   test008<double>();
2716   test009<double>();
2717   test010<double>();
2718   test011<double>();
2719   test012<double>();
2720   test013<double>();
2721   test014<double>();
2722   test015<double>();
2723   test016<double>();
2724   test017<double>();
2725   test018<double>();
2726   test019<double>();
2727   test020<double>();
2728   test021<double>();
2729   test022<double>();
2730   test023<double>();
2731   test024<double>();
2732   test025<double>();
2733   test026<double>();
2734   test027<double>();
2735   test028<double>();
2736   test029<double>();
2737   test030<double>();
2738   test031<double>();
2739   test032<double>();
2740   test033<double>();
2741   test034<double>();
2742   test035<double>();
2743   test036<double>();
2744   return 0;
2745 }
2746