using Microsoft.AspNetCore.SignalR;
using Newtonsoft.Json;
using Newtonsoft.Json.Converters;
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Diagnostics.CodeAnalysis;
using System.Linq;
using System.Runtime.ExceptionServices;
using System.Threading.Tasks;
using System.Timers;
namespace SnakeApplication.WebApp.Hubs
{
    public class SnakeHub : Hub
    {
    }
    public class SnakeSender
    {
        class Vector2
        {
            public int X { get; set; }
            public int Y { get; set; }
            public Vector2(int x, int y)
            {
                this.X = x;
                this.Y = y;
            }
        }
        class Vector2Comparer : IEqualityComparer<Vector2>
        {
            public bool Equals([AllowNull] Vector2 value1, [AllowNull] Vector2 value2)
            {
                return value1.X == value2.X && value1.Y == value2.Y;
            }
            public int GetHashCode([DisallowNull] Vector2 obj)
            {
                return 0;
            }
        }
        private readonly static Vector2Comparer vector2Comparer = new Vector2Comparer();
        [JsonConverter(typeof(StringEnumConverter))]
        enum Cell
        {
            None,
            Mouse,
            Snake
        }
        enum Directions
        {
            Up,
            Left,
            Down,
            Rigth
        }
        class StateBoard
        {
            public bool IsLife { get; set; }
            public bool IsWin { get; set; }
            public int XSize { get; set; }
            public int YSize { get; set; }
            public Vector2 Mouse { get; set; }
            public List<Vector2> Piton { get; set; }
            public List<Vector2> HamiltonPath { get; set; }
        }
        const int xSize = 12, ySize = 12;
        private Random Rand { get; }
        private IServiceProvider ServiceProvider { get; }
        private bool IsLife { get; set; }
        private bool IsWin { get; set; }
        Directions Direction { get; set; }
        private Vector2 Mouse { get; set; }
        private Queue<Vector2> Piton { get; set; }
        private bool InvertHamiltonPath { get; set; }
        private List<Vector2> HamiltonPath { get; }
        private Queue<Vector2> TempPath { get; set; }
        private int StepsCountAfterCalculatePath { get; set; }
    public SnakeSender(IServiceProvider serviceProvider)
        {
            this.Rand = new Random();
            this.ServiceProvider = serviceProvider;
            this.TempPath = new Queue<Vector2>();
            this.HamiltonPath = new List<Vector2>(xSize * ySize);
            this.CreateHamiltonPath();
            this.CreateBoard();
        }
        private void CreateHamiltonPath()
        {
            this.HamiltonPath.Clear();
            this.HamiltonPath.Add(new Vector2(0, 0));
            HamiltonStep(this.HamiltonPath.Last());
        }
        private bool HamiltonStep(Vector2 current)
        {
            if (HamiltonPath.Count == HamiltonPath.Capacity)
            {
                var first = HamiltonPath.First();
                return (first.X == current.X && first.Y == current.Y - 1)
                    || (first.X == current.X && first.Y == current.Y + 1)
                    || (first.X - 1 == current.X && first.Y == current.Y)
                    || (first.X + 1 == current.X && first.Y == current.Y);
            }
            foreach (var direction in new[] { Directions.Down, Directions.Rigth, Directions.Up, Directions.Left })
            {
                Vector2 newElement = null;
                switch (direction)
                {
                    case Directions.Up:
                        newElement = new Vector2(current.X, current.Y - 1);
                        break;
                    case Directions.Left:
                        newElement = new Vector2(current.X - 1, current.Y);
                        break;
                    case Directions.Down:
                        newElement = new Vector2(current.X, current.Y + 1);
                        break;
                    case Directions.Rigth:
                        newElement = new Vector2(current.X + 1, current.Y);
                        break;
                }
                if (0 <= newElement.X && newElement.X < xSize
                    && 0 <= newElement.Y && newElement.Y < ySize
                    && !HamiltonPath.Contains(newElement, vector2Comparer))
                {
                    HamiltonPath.Add(newElement);
                    if (HamiltonStep(newElement))
                    {
                        return true;
                    }
                    HamiltonPath.Remove(newElement);
                }
            }
            return false;
        }
        private void CreateBoard()
        {
            Task.Run(async () =>
            {
                this.Piton = new Queue<Vector2>();
                //for (int i = 0; i < 1; i++)
                //{
                //    this.Piton.Enqueue(new Vector2(ySize / 2, xSize / 2 - i));
                //}
                this.Piton.Enqueue(new Vector2(0, 0));
                this.IsLife = true;
                this.Direction = Directions.Up;
                this.CreateMouse();
                while (this.IsLife)
                {
                    this.LifeCycle();
                    await Task.Delay(100);
                }
            });
        }
        private void LifeCycle()
        {
            this.SetDirection();
            this.Step();
            this.CheckDead();
            this.Render();
        }
        private void SetDirection()
        {
            Vector2 head = this.Piton.Last();
            int currentIndnex = this.HamiltonPath.FindIndex(p => p.X == head.X && p.Y == head.Y);
            Vector2 currentElement = this.HamiltonPath[currentIndnex];
            Vector2 nextElement = null;
            if (this.TempPath.Count > 0)
            {
                nextElement = this.TempPath.Dequeue();
            }
            else
            {
                this.StepsCountAfterCalculatePath++;
                if (this.InvertHamiltonPath)
                {
                    nextElement = (currentIndnex - 1 < 0) ? this.HamiltonPath[this.HamiltonPath.Count - 1] : this.HamiltonPath[currentIndnex - 1];
                }
                else
                {
                    nextElement = (currentIndnex + 1 == this.HamiltonPath.Count) ? this.HamiltonPath[0] : this.HamiltonPath[currentIndnex + 1];
                }
            }
            if (currentElement.X == nextElement.X && currentElement.Y < nextElement.Y)
            {
                this.Direction = Directions.Down;
                return;
            }
            if (currentElement.X == nextElement.X && nextElement.Y < currentElement.Y)
            {
                this.Direction = Directions.Up;
                return;
            }
            if (currentElement.X < nextElement.X && currentElement.Y == nextElement.Y)
            {
                this.Direction = Directions.Rigth;
                return;
            }
            if (nextElement.X < currentElement.X && currentElement.Y == nextElement.Y)
            {
                this.Direction = Directions.Left;
                return;
            }
            throw new NotImplementedException();
        }
        private void Step()
        {
            Vector2 head = this.Piton.Last();
            switch (this.Direction)
            {
                case Directions.Up:
                    this.Piton.Enqueue(new Vector2(head.X, head.Y - 1));
                    break;
                case Directions.Left:
                    this.Piton.Enqueue(new Vector2(head.X - 1, head.Y));
                    break;
                case Directions.Down:
                    this.Piton.Enqueue(new Vector2(head.X, head.Y + 1));
                    break;
                case Directions.Rigth:
                    this.Piton.Enqueue(new Vector2(head.X + 1, head.Y));
                    break;
            }
            if (this.Piton.Contains(this.Mouse, vector2Comparer))
            {
                CreateMouse();
            }
            else
            {
                this.Piton.Dequeue();
            }
            if (this.Piton.Count < this.StepsCountAfterCalculatePath) {
                this.CalculatePath();
            }
        }
        private void CheckDead()
        {
            Vector2 head = this.Piton.Last();
            if (head.X < 0
             || head.Y < 0
             || xSize <= head.X
             || ySize <= head.Y
             || this.Piton.SkipLast(1).Contains(head, vector2Comparer))
            {
                this.IsLife = false;
                this.IsWin = false;
                return;
            }
        }
        private void Render()
        {
            var hubContext = (IHubContext<SnakeHub>)this.ServiceProvider.GetService(typeof(IHubContext<SnakeHub>));
            var piton = this.Piton.ToList();
            piton.Reverse();
            hubContext.Clients?.All.SendAsync("newState", JsonConvert.SerializeObject(new StateBoard()
            {
                IsLife = this.IsLife,
                IsWin = this.IsWin,
                XSize = xSize,
                YSize = ySize,
                Mouse = this.Mouse,
                Piton = piton,
                HamiltonPath = HamiltonPath
            }));
        }
        private void CreateMouse()
        {
            List<Vector2> emptyCells = GetEmptyCells();
            if (emptyCells.Count > 0)
            {
                this.Mouse = emptyCells[this.Rand.Next(emptyCells.Count)];
                this.CalculatePath();
            }
            else
            {
                this.IsLife = false;
                this.IsWin = true;
            }
        }
        private void CalculatePath()
        {
            this.StepsCountAfterCalculatePath = 0;
            int finalIndexPoint = this.HamiltonPath.FindIndex(p => p.X == this.Mouse.X && p.Y == this.Mouse.Y);
            List<Vector2> tempPath = new List<Vector2>();
            List<Vector2> stepPiton = new List<Vector2>(this.Piton);
            Debug.WriteLine($"Piton length: {this.Piton.Count}");
            int index = 0;
            var result = StepTempPath(ref index, GetInvert(stepPiton, this.Mouse), this.Piton.Last(), finalIndexPoint, stepPiton, tempPath);
            if (result.PathIsFound)
            {
                this.TempPath = new Queue<Vector2>(tempPath);
                this.InvertHamiltonPath = result.InvertHamiltonPath;
            }
        }
        private bool GetInvert(List<Vector2> stepPiton, Vector2 finalPoint)
        {
            if (this.Piton.Count > 1)
            {
                int pitonDirection = stepPiton.Last().Y - stepPiton[stepPiton.Count - 2].Y;
                int mouseDirection = stepPiton.Last().Y - finalPoint.Y;
                return (pitonDirection < 0 && mouseDirection < 0) || (pitonDirection > 0 && mouseDirection > 0);
            }
            return false;
        }
        class ResultAnlaizePath
        {
            public bool PathIsFound { get; set; }
            public bool InvertHamiltonPath { get; set; }
            public ResultAnlaizePath(bool pathIsFound, bool invertHamiltonPath = false)
            {
                PathIsFound = pathIsFound;
                InvertHamiltonPath = invertHamiltonPath;
            }
        }
        private ResultAnlaizePath StepTempPath(ref int index, bool invert, Vector2 current, int finalIndexPoint, List<Vector2> stepPiton, List<Vector2> tempPath)
        {
            index++;
            if (this.HamiltonPath.Count < index)
            {
                return new ResultAnlaizePath(false);
            }
            Debug.WriteLine($"index {index} {tempPath.Count}");
            var finalPoint = this.HamiltonPath[finalIndexPoint];
            if (current.X == finalPoint.X && current.Y == finalPoint.Y)
            {
                if (this.Piton.Count == 1)
                {
                    return new ResultAnlaizePath(true);
                }
                foreach (var d in new[] { false, true })
                {
                    var tempPiton = stepPiton.TakeLast(this.Piton.Count).ToList();
                    bool isFound = true;
                    bool invertHamiltonPath = d;
                    for (int j = 1; j < this.Piton.Count; j++)
                    {
                        Vector2 hamiltonPoint;
                        if (invertHamiltonPath)
                        {
                            hamiltonPoint = (finalIndexPoint - j >= 0) ? this.HamiltonPath[finalIndexPoint - j] : this.HamiltonPath[this.HamiltonPath.Count - j];
                        }
                        else
                        {
                            hamiltonPoint = (finalIndexPoint + j < this.HamiltonPath.Count) ? this.HamiltonPath[finalIndexPoint + j] : this.HamiltonPath[finalIndexPoint + j - this.HamiltonPath.Count];
                        }
                        if (tempPiton.TakeLast(this.Piton.Count).Contains(hamiltonPoint, vector2Comparer))
                        {
                            isFound = false;
                            break;
                        }
                        tempPiton.Add(hamiltonPoint);
                    }
                    if (isFound)
                    {
                        return new ResultAnlaizePath(true, invertHamiltonPath);
                    }
                }
                return new ResultAnlaizePath(false);
            }
            if ((xSize + ySize * 2) <= tempPath.Count)
            {
                return new ResultAnlaizePath(false);
            }
            Vector2 newElement = null;
            if (invert)
            {
                if (current.X < finalPoint.X)
                {
                    newElement = new Vector2(current.X + 1, current.Y);
                }
                else if (finalPoint.X < current.X)
                {
                    newElement = new Vector2(current.X - 1, current.Y);
                }
                else if (current.Y < finalPoint.Y)
                {
                    newElement = new Vector2(current.X, current.Y + 1);
                }
                else if (finalPoint.Y < current.Y)
                {
                    newElement = new Vector2(current.X, current.Y - 1);
                }
            }
            else
            {
                if (current.Y < finalPoint.Y)
                {
                    newElement = new Vector2(current.X, current.Y + 1);
                }
                else if (finalPoint.Y < current.Y)
                {
                    newElement = new Vector2(current.X, current.Y - 1);
                }
                else if (current.X < finalPoint.X)
                {
                    newElement = new Vector2(current.X + 1, current.Y);
                }
                else if (finalPoint.X < current.X)
                {
                    newElement = new Vector2(current.X - 1, current.Y);
                }
            }
            if (!stepPiton.TakeLast(this.Piton.Count).Contains(newElement, vector2Comparer))
            {
                tempPath.Add(newElement);
                stepPiton.Add(newElement);
                var retult = StepTempPath(ref index, !invert, newElement, finalIndexPoint, stepPiton, tempPath);
                if (retult.PathIsFound)
                {
                    return retult;
                }
                if (this.HamiltonPath.Count < index)
                {
                    return new ResultAnlaizePath(false);
                }
                tempPath.Remove(newElement);
                stepPiton.Remove(newElement);
            }
            Vector2 nextFinalPoint;
            if (this.InvertHamiltonPath)
            {
                nextFinalPoint = (finalIndexPoint - 1 < 0) ? this.HamiltonPath[this.HamiltonPath.Count - 1] : this.HamiltonPath[finalIndexPoint - 1];
            }
            else
            {
                nextFinalPoint = (finalIndexPoint + 1 == this.HamiltonPath.Count) ? this.HamiltonPath[0] : this.HamiltonPath[finalIndexPoint + 1];
            }
            List<Directions> directions = new List<Directions>(4);
            directions.Add(finalPoint.Y < nextFinalPoint.Y ? Directions.Up : Directions.Down);
            directions.Add(finalPoint.X < nextFinalPoint.X ? Directions.Left : Directions.Rigth);
            directions.Add(finalPoint.Y < nextFinalPoint.Y ? Directions.Down : Directions.Up);
            directions.Add(finalPoint.X < nextFinalPoint.X ? Directions.Rigth : Directions.Left);
            foreach (var direction in directions)
            {
                switch (direction)
                {
                    case Directions.Up:
                        newElement = new Vector2(current.X, current.Y - 1);
                        break;
                    case Directions.Left:
                        newElement = new Vector2(current.X - 1, current.Y);
                        break;
                    case Directions.Down:
                        newElement = new Vector2(current.X, current.Y + 1);
                        break;
                    case Directions.Rigth:
                        newElement = new Vector2(current.X + 1, current.Y);
                        break;
                }
                if (0 <= newElement.X && newElement.X < xSize
                 && 0 <= newElement.Y && newElement.Y < ySize
                 && !stepPiton.TakeLast(this.Piton.Count).Contains(newElement, vector2Comparer))
                {
                    tempPath.Add(newElement);
                    stepPiton.Add(newElement);
                    var retult = StepTempPath(ref index, GetInvert(stepPiton, finalPoint), newElement, finalIndexPoint, stepPiton, tempPath);
                    if (retult.PathIsFound)
                    {
                        return retult;
                    }
                    if (this.HamiltonPath.Count < index)
                    {
                        return new ResultAnlaizePath(false);
                    }
                    tempPath.Remove(newElement);
                    stepPiton.Remove(newElement);
                }
            }
            return new ResultAnlaizePath(false);
        }
        private List<Vector2> GetEmptyCells()
        {
            List<Vector2> emptyCells = new List<Vector2>(xSize * ySize);
            for (int i = 0; i < ySize; i++)
            {
                for (int j = 0; j < xSize; j++)
                {
                    if (!this.Piton.Contains(new Vector2(j, i), vector2Comparer))
                    {
                        emptyCells.Add(new Vector2(j, i));
                    }
                }
            }
            return emptyCells;
        }
    }
}