// Laboratorio 7 - Esercizio 2
// Matteo Schiff - s295565

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_LEN 100
#define FILENAME "sort.txt"

void leggiSequenza(int vec[MAX_LEN], int *len, FILE *fp_read);
void copy(int source[MAX_LEN], int destination[MAX_LEN], int N);
void insertionSort(int vec[MAX_LEN], int N);
void selectionSort(int vec[MAX_LEN], int N);
void shellSort(int vec[MAX_LEN], int N);

void leggiSequenza(int vec[MAX_LEN], int *len, FILE *fp_read)
{
    fscanf(fp_read, "%d ", len);

    // Leggi vettore
    for (int i = 0; i < *len; i++)
    {
        fscanf(fp_read, "%d ", &vec[i]);
    }
}

void copy(int source[MAX_LEN], int destination[MAX_LEN], int N)
{
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        destination[i] = source[i];
    }
}

void insertionSort(int vec[MAX_LEN], int N)
{
    // variabili per statistiche
    int scambi = 0, iterInt = 0, iterExt = 0, iterTot = 0;
    // variabili algoritmo
    int i, j, l = 0, r = N - 1, x;

    printf(" -- Insertion sort\n");

    for (i = l + 1; i <= r; i++)
    {
        iterInt = 0;
        x = vec[i];
        j = i - 1;
        while (j >= 0 && x < vec[j])
        {
            vec[j + 1] = vec[j];
            j--;

            // incremento statistiche
            scambi++;
            iterInt++;
        }
        vec[j + 1] = x;

        // aggiorno statistiche
        scambi++;
        iterTot += iterInt;
        iterExt++;
        printf("    Iterazioni al ciclo %d: %d\n", i, iterInt);
    }
    iterTot += iterExt;
    printf("    Iterazioni esterne: %d\n", iterExt);
    printf("    Iterazioni totali: %d\n", iterTot);
    printf("    Scambi: %d\n", scambi);
}

void selectionSort(int vec[MAX_LEN], int N)
{
    // variabili per statistiche
    int scambi = 0, iterInt = 0, iterExt = 0, iterTot = 0;
    // variabili algoritmo
    int i, j, l = 0, r = N - 1, min, temp;

    printf(" -- Selection sort\n");

    for (i = l; i <= r; i++)
    {
        iterInt = 0;

        min = i;
        for (j = i + 1; j <= r; j++)
        {
            if (vec[j] < vec[min])
                min = j;

            iterInt++;
        }

        if (min != i)
        {
            temp = vec[i];
            vec[i] = vec[min];
            vec[min] = temp;

            scambi++;
        }

        // aggiorno statistiche
        iterTot += iterInt;
        iterExt++;
        printf("    Iterazioni al ciclo %d: %d\n", i, iterInt);
    }
    iterTot += iterExt;
    printf("    Iterazioni esterne: %d\n", iterExt);
    printf("    Iterazioni totali: %d\n", iterTot);
    printf("    Scambi: %d\n", scambi);
}

void shellSort(int vec[MAX_LEN], int N)
{
    // variabili per statistiche
    int scambi = 0, iterInt = 0, iterExt = 0, iterTot = 0;
    // variabili algoritmo
    int i, j, x, l = 0, r = N - 1, h = 1;

    printf(" -- Shell sort\n");

    while (h < N / 3)
        h = 3 * h + 1;
    while (h >= 1)
    {
        for (i = l + h; i <= r; i++)
        {
            iterInt = 0;
            j = i;
            x = vec[i];
            while (j >= l + h && x < vec[j - h])
            {
                vec[j] = vec[j - h];

                j -= h;
                scambi++;
                iterInt++;
            }
            vec[j] = x;
            scambi++;

            // aggiorno statistiche
            iterTot += iterInt;
            iterExt++;
            printf("    Iterazioni al ciclo %d: %d\n", i, iterInt);
        }
        h = h / 3;
    }

    iterTot += iterExt;
    printf("    Iterazioni esterne: %d\n", iterExt);
    printf("    Iterazioni totali: %d\n", iterTot);
    printf("    Scambi: %d\n", scambi);
}

int main()
{
    FILE *fp_read;
    int vec[MAX_LEN], toOrder[MAX_LEN];
    int n, len;

    if ((fp_read = fopen(FILENAME, "r")) == NULL)
    {
        puts("Impossibile aprire il file\n");
        return 1;
    }

    fscanf(fp_read, "%d ", &n);

    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        leggiSequenza(vec, &len, fp_read);

        printf(" - Sequenza %d\n", i);

        copy(vec, toOrder, len);
        insertionSort(toOrder, len);

        copy(vec, toOrder, len);
        selectionSort(toOrder, len);

        copy(vec, toOrder, len);
        shellSort(toOrder, len);

        putc('\n', stdout);
    }

    fclose(fp_read);

    return 0;
}