#include "nfa_mccluskey.h"
#include "regexp.h"
#include <stdio.h>

mccluskey_auto *nfa_to_mccluskey(nfa *thenfa) {
  // Nombre d'états dans le NFA
  uint n = thenfa->trans->size_graph;

  // Créer l'automate généralisé avec n+2 états
  mccluskey_auto *mccluskey = (mccluskey_auto *)malloc(sizeof(mccluskey_auto));
  mccluskey->size = n + 2;
  mccluskey->matrix = (regexp ***)malloc((n + 2) * sizeof(regexp **));

  // Initialiser toutes les cellules de la matrice à NULL
  for (uint i = 0; i < n + 2; i++) {
    mccluskey->matrix[i] = (regexp **)malloc((n + 2) * sizeof(regexp *));
    for (uint j = 0; j < n + 2; j++) {
      mccluskey->matrix[i][j] = NULL;
    }
  }

  // Ajouter les transitions du NFA à l'automate généralisé
  for (uint q = 0; q < n; q++) {
    // 0 à taille de l'alphabet
    for (uint a = 0; a < thenfa->trans->size_alpha; a++) {
      // récupérer la liste des états accessibles depuis l'état `q` par une
      // transition étiquetée par la lettre `a` dans le NFA
      dequeue *transitions = thenfa->trans->edges[q][a];
      for (uint k = 0; k < size_dequeue(transitions); k++) {
        uint r = lefread_dequeue(transitions, k);
        // regarde si la transition existe déjà
        if (mccluskey->matrix[q + 2][r + 2] == NULL) {
          // si elle n'existe pas on la crée
          // on crée une expression régulière qui représentant la lettre a
          mccluskey->matrix[q + 2][r + 2] = reg_letter(thenfa->alpha_names[a]);
        } else {
          // si elle existe on fait l'union avec la lettre a
          mccluskey->matrix[q + 2][r + 2] =
              reg_union(mccluskey->matrix[q + 2][r + 2],
                        reg_letter(thenfa->alpha_names[a]));
        }
      }
    }
  }

  // Ajouter les transitions de l'état initial de l'automate généralisé vers les
  // états initiaux du NFA
  for (uint i = 0; i < size_dequeue(thenfa->initials); i++) {
    // on lie l'état initial
    uint initial_state = lefread_dequeue(thenfa->initials, i);
    // on crée une transition epsilon pour decaler les états initiaux du NFA
    // pour n'avoir qu'un seul état initial
    mccluskey->matrix[0][initial_state + 2] = reg_epsilon();
  }

  // Ajouter les transitions des états finaux du NFA vers l'état final de
  // l'automate généralisé
  for (uint i = 0; i < size_dequeue(thenfa->finals); i++) {
    // on lie l'état final
    uint final_state = lefread_dequeue(thenfa->finals, i);
    // on crée une transition epsilon pour decaler les états finaux du NFA pour
    // n'avoir qu'un seul état final
    mccluskey->matrix[final_state + 2][1] = reg_epsilon();
  }

  return mccluskey;
}

regexp *nfa_mccluskey(nfa *thenfa) {
  // Convertir le NFA en un automate généralisé
  // on recupère le mccluskey_auto de thenfa
  // premiere transphormation du NFA en automate généralisé
  mccluskey_auto *gen_auto = nfa_to_mccluskey(thenfa);
  // Nombre d'états dans l'automate
  uint n = gen_auto->size;
  // on recupère la matrice de l'automate
  regexp ***matrix = gen_auto->matrix;

  // Appliquer l'algorithme de Brzozowski-McCluskey
  // k est l'état intermédiaire que l'on veut supprimer
  for (uint k = 2; k < n; ++k) {
    for (uint i = 0; i < n; ++i) {
      for (uint j = 0; j < n; ++j) {
        // si il y a une transition de i à k et de k à j
        if (matrix[i][k] != NULL && matrix[k][j] != NULL) {
          regexp *new_expr;
          // on crée une nouvelle transition de i à j en passant par k
          // on verifie si il y a une boucle sur k
          if (matrix[k][k] != NULL) {
            new_expr = reg_concat(matrix[i][k], reg_star(matrix[k][k]));

            new_expr = reg_concat(new_expr, matrix[k][j]);
          } else {
            // Créer une nouvelle expression pour la transition de i à j via k
            // sans boucle
            new_expr = reg_concat(matrix[i][k], matrix[k][j]);
          }

          // Si une transition directe de i à j existe déjà, faire l'union des
          // deux expressions
          if (matrix[i][j] != NULL) {
            new_expr = reg_union(matrix[i][j], new_expr);
          }
          // Mettre à jour la matrice avec la nouvelle expression
          matrix[i][j] = new_expr;
        }
      }
    }
  }

  // L'expression régulière finale est dans matrix[0][1]
  regexp *final_regexp = matrix[0][1];

  // Libérer la mémoire de l'automate généralisé
  for (uint i = 0; i < n; ++i) {
    for (uint j = 0; j < n; ++j) {
      if (matrix[i][j] && !(i == 0 && j == 1)) {
        // reg_free(matrix[i][j]);
      }
    }
    free(matrix[i]);
  }
  free(matrix);
  free(gen_auto);

  return final_regexp;
}