import math
import unittest
from utils.literal import Literal
from utils.memory_cell import MemoryCell
from utils.memory_array import MemoryArray
from vorlesung.L07_hashtable.hashtable import HashTableOpenAddressing

#Goldener Schnitt
a = Literal((math.sqrt(5) - 1) / 2)

# Hashfunktion nach multiplikativer Methode
def h(x: MemoryCell, m: Literal) -> Literal:
    with MemoryCell(int(x * a)) as integer_part, MemoryCell(x * a) as full_product:
        with MemoryCell(full_product - integer_part) as fractional_part:
            return Literal(abs(int(fractional_part * m)))

# Quadratische Sondierung
def f(x: MemoryCell, i: Literal, m: Literal) -> Literal:
    c1 = 1
    c2 = 5
    with MemoryCell(h(x, m)) as initial_hash, MemoryCell(c2 * int(i) * int(i)) as quadratic_offset:
        with MemoryCell(initial_hash + quadratic_offset) as probe_position:
            probe_position += Literal(c1 * int(i)) # Linear component
            return probe_position % m

# Symmetrische quadratische Sondierung
def fs(x: MemoryCell, i: Literal, m: Literal) -> Literal:
    with MemoryCell(h(x, m)) as base_hash, MemoryCell(int(i) * int(i)) as square:
        if int(i) % 2 == 0:  # gerades i: Vorwärtssondierung
            with MemoryCell(base_hash + square) as position:
                return position % m
        else:  # ungerades i: Rückwärtssondierung
            with MemoryCell(base_hash - square) as position:
                return position % m




if __name__ == "__main__":

    print("*** Aufgabe 3 ***")
    size =  Literal(20)
    print(f"Anlage einer Hash-Tabelle mit offener Adressierung mit Größe {size}")
    ht = HashTableOpenAddressing(size, f)
    print("Einfügen der Werte aus seq0.txt")
    for cell in MemoryArray.create_array_from_file("data/seq0.txt"):
        if not ht.insert(cell):
            print(f"Einfügen von {cell} nicht möglich")
    print(ht)
    print(f"Belegungsfaktor: {ht.alpha()}")

    with MemoryCell(52) as cell:
        print(f"Suche nach {cell}")
        if ht.search(cell):
            print(f"{cell} gefunden, wird gelöscht.")
            ht.delete(cell)
        else:
            print(f"{cell} nicht gefunden")
    print(ht)
    print(f"Belegungsfaktor: {ht.alpha()}")
    print("Einfügen von 24")
    with MemoryCell(24) as cell:
        if not ht.insert(cell):
            print(f"Einfügen von {cell} nicht möglich")
    print(ht)
    print(f"Belegungsfaktor: {ht.alpha()}")
    print()

    print("*** Aufgabe 4 ***")
    size =  Literal(90)
    print(f"Anlage einer Hash-Tabelle mit offener Adressierung mit Größe {size}")
    ht = HashTableOpenAddressing(size, f)
    print("Einfügen der Werte aus seq1.txt")
    for cell in MemoryArray.create_array_from_file("data/seq1.txt"):
        if not ht.insert(cell):
            print(f"Einfügen von {cell} nicht möglich")
    print(ht)
    print(f"Belegungsfaktor: {ht.alpha()}")
    print()

    print("*** Aufgabe 5 ***")
    size =  Literal(89)
    print(f"Anlage einer Hash-Tabelle mit offener Adressierung mit Größe {size}")
    ht = HashTableOpenAddressing(size, f)
    print("Einfügen der Werte aus seq1.txt")
    for cell in MemoryArray.create_array_from_file("data/seq1.txt"):
        if not ht.insert(cell):
            print(f"Einfügen von {cell} nicht möglich")
    print(ht)
    print(f"Belegungsfaktor: {ht.alpha()}")
    print()

    print("*** Aufgabe 6 ***")
    size =  Literal(90)
    print(f"Anlage einer Hash-Tabelle mit offener Adressierung mit Größe {size}")
    print("Verwendung der symmetrischen quadratischen Sondierung")
    ht = HashTableOpenAddressing(size, fs)
    print("Einfügen der Werte aus seq1.txt")
    for cell in MemoryArray.create_array_from_file("data/seq1.txt"):
        if not ht.insert(cell):
            print(f"Einfügen von {cell} nicht möglich")
    print(ht)
    print(f"Belegungsfaktor: {ht.alpha()}")
    print()