#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include "numbers.h"

/*
 * Unit-Tests für createNumbers und getDuplicate:
 *  - createNumbers liefert ein gültiges Array
 *  - alle Zahlen liegen im Bereich [1, 2*len]
 *  - genau eine Zahl kommt doppelt vor
 *  - getDuplicate findet genau diese doppelte Zahl
 *  - Fehlerfälle (NULL-Pointer, zu kleine Länge)
 */

/*
 * Prüft ein Zahlenarray auf Korrektheit:
 *  - Array darf nicht NULL sein
 *  - Wertebereich muss stimmen
 *  - genau eine Zahl darf doppelt vorkommen
 */
static void check_numbers_array(unsigned int *numbers, unsigned int len)
{
    unsigned int maxValue = 2 * len;        // Maximal erlaubter Zahlenwert
    unsigned int *counts;                   // Array zum Zählen der Vorkommen
    unsigned int i;
    unsigned int duplicatesCount = 0;       // Zähler für doppelte Werte

    assert(numbers != NULL);                // Sicherstellen, dass das Array existiert

    // Speicher für Zähler-Array reservieren und mit 0 initialisieren
    counts = (unsigned int *)calloc(maxValue + 1, sizeof(unsigned int));
    assert(counts != NULL);                 // Prüfen, ob Speicher erfolgreich reserviert wurde

    // Schleife über alle Elemente des numbers-Arrays
    // Zählt die Werte und prüft gleichzeitig den gültigen Wertebereich
    for (i = 0; i < len; ++i)
    {
        unsigned int v = numbers[i];        // Aktueller Wert
        assert(v >= 1 && v <= maxValue);    // Wertebereich prüfen
        counts[v]++;                        // Anzahl dieses Wertes erhöhen
    }

    // Schleife über alle möglichen Werte
    // Prüft, dass genau ein Wert doppelt vorkommt
    for (i = 1; i <= maxValue; ++i)
    {
        if (counts[i] == 2)
            duplicatesCount++;              // Ein doppelter Wert gefunden
        else
            assert(counts[i] == 0 || counts[i] == 1); // Alle anderen max. einmal
    }

    assert(duplicatesCount == 1);           // Es darf genau ein Duplikat geben

    free(counts);                           // Speicher freigeben
}

/*
 * Testet createNumbers und getDuplicate für eine gegebene Länge
 */
static void test_createNumbers_and_getDuplicate(unsigned int len)
{
    printf("test_createNumbers_and_getDuplicate(len=%u)...\n", len);

    // Zahlenarray erzeugen
    unsigned int *numbers = createNumbers(len);
    assert(numbers != NULL);                // Rückgabewert prüfen

    // Struktur und Inhalt des Arrays überprüfen
    check_numbers_array(numbers, len);

    // Erneutes Zählen, um das erwartete Duplikat zu ermitteln
    unsigned int maxValue = 2 * len;
    unsigned int *counts = (unsigned int *)calloc(maxValue + 1, sizeof(unsigned int));
    assert(counts != NULL);

    // Schleife zum Zählen aller Werte
    for (unsigned int i = 0; i < len; ++i)
    {
        unsigned int v = numbers[i];
        counts[v]++;
    }

    // Schleife zur Bestimmung des doppelten Wertes
    unsigned int expectedDuplicate = 0;
    for (unsigned int v = 1; v <= maxValue; ++v)
    {
        if (counts[v] == 2)
        {
            expectedDuplicate = v;          // Doppelten Wert merken
            break;
        }
    }
    assert(expectedDuplicate != 0);         // Es muss ein Duplikat existieren

    // getDuplicate-Funktion testen
    unsigned int found = getDuplicate(numbers, len);
    assert(found == expectedDuplicate);     // Ergebnis vergleichen

    free(counts);                           // Speicher freigeben
    free(numbers);

    printf("...OK\n");
}

/*
 * Testet Fehlerfälle für getDuplicate
 */
static void test_getDuplicate_error_cases(void)
{
    printf("test_getDuplicate_error_cases...\n");

    // Test mit NULL-Pointer
    unsigned int dup = getDuplicate(NULL, 10);
    assert(dup == 0);

    // Test mit zu kleiner Länge (< 2)
    unsigned int dummy[1] = {42};
    dup = getDuplicate(dummy, 1);
    assert(dup == 0);

    printf("...OK\n");
}

/*
 * Hauptfunktion: startet alle Unit-Tests
 */
int main(void)
{
    printf("Running numbers unit tests...\n\n");

    // Typische Testfälle mit unterschiedlichen Array-Längen
    test_createNumbers_and_getDuplicate(5);
    test_createNumbers_and_getDuplicate(10);
    test_createNumbers_and_getDuplicate(20);

    // Test der Fehlerfälle
    test_getDuplicate_error_cases();

    printf("\nAll numbers tests passed.\n");
    return 0;
}