#include <doctest/doctest.h>

#include "algorithm/tarjan.h"

#include <vector>

using namespace graph;

TEST_SUITE("Graph") {

  TEST_CASE("Digraph::reverse") {
    // 1 --> 2 --> 3 --> 1
    //             3 --> 4 --> 5 --> 3
    //       2 --> 6 --> 7 --> 8 --> 6
    //                   7 --> 9
    //             6 --> 9 --> 10 --> 11 --> 12 --> 13 --> 9
    //                                       12 --> 10
    Digraph<int> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(2, 3);
    G.insert(3, 1);
    G.insert(3, 4);
    G.insert(4, 5);
    G.insert(5, 3);
    G.insert(2, 6);
    G.insert(6, 7);
    G.insert(7, 8);
    G.insert(7, 9);
    G.insert(8, 6);
    G.insert(6, 9);
    G.insert(9, 10);
    G.insert(10, 11);
    G.insert(11, 12);
    G.insert(12, 13);
    G.insert(13, 9);
    G.insert(12, 10);

    REQUIRE_EQ(G.V(), 13);

    auto reverse = G.reverse();

    std::unordered_map<int,
      std::unordered_set<int>> expected = {
      {1, {3}},
      {2, {1}},
      {3, {2, 5}},
      {4, {3}},
      {5, {4}},
      {6, {2, 8}},
      {7, {6}},
      {8, {7}},
      {9, {6, 7, 13}},
      {10, {9, 12}},
      {11, {10}},
      {12, {11}},
      {13, {12}}
    };
    
    CHECK_EQ(reverse, expected);
  }

  TEST_CASE("Graph::V and Graph::E") {
    // 1 --> 2 --> 3 --> 1
    //             3 --> 4 --> 5 --> 3
    //       2 --> 6 --> 7 --> 8 --> 6
    //                   7 --> 9
    //             6 --> 9 --> 10 --> 11 --> 12 --> 13 --> 9
    //                                       12 --> 10
    Digraph<int> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(2, 3);
    G.insert(3, 1);
    G.insert(3, 4);
    G.insert(4, 5);
    G.insert(5, 3);
    G.insert(2, 6);
    G.insert(6, 7);
    G.insert(7, 8);
    G.insert(7, 9);
    G.insert(8, 6);
    G.insert(6, 9);
    G.insert(9, 10);
    G.insert(10, 11);
    G.insert(11, 12);
    G.insert(12, 13);
    G.insert(13, 9);
    G.insert(12, 10);

    CHECK_EQ(G.V(), 13);
    CHECK_EQ(G.E(), 18);
  }

  TEST_CASE("SCC::normalize") {
    // 1 --> 2 --> 4 --> 6 --> 8 --> 9 --> 5
    //             4 --> 5 --> 7 --> 8
    //                   5 --> 6
    //                         7 --> 9
    //       2 --> 3 --> 1
    //             3 --> 5
    //             3 --> 9
    Digraph<int> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(2, 4);
    G.insert(2, 3);
    G.insert(3, 1);
    G.insert(3, 5);
    G.insert(3, 9);
    G.insert(4, 5);
    G.insert(4, 6);
    G.insert(5, 6);
    G.insert(5, 7);
    G.insert(6, 8);
    G.insert(7, 8);
    G.insert(7, 9);
    G.insert(8, 9);
    G.insert(9, 5);

    REQUIRE_EQ(G.V(), 9);

    auto SCCs = algo::Tarjan<int>(G.adjList).execute();
    
    std::vector<std::vector<int>> expected = {
      {5, 6, 7, 8, 9},
      {4},
      {1, 2, 3}
    };

    for (auto i = 0; i < SCCs.size(); i++) {
      auto kv = SCCs[i].vertices();
      CHECK_EQ(std::is_permutation(kv.begin(), kv.end(),
                                   expected[i].begin()), true);
    }
  }
}