#include <doctest/doctest.h>

#include "graph/digraph.h"
#include "graph/scc.h"
#include "algorithm/tarjan.h"
#include "algorithm/bfs.h"
#include "algorithm/roditty_zwick.h"

using namespace graph;

TEST_SUITE("Algorithm") {

  TEST_CASE("Tarjan T1") {
    // 1 --> 2 --> 4 --> 1
    //       2 --> 3 --> 5 --> 7 --> 3
    //                   5 --> 9 --> 6 --> 8 --> 9
    Digraph<std::uint16_t> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(2, 3);
    G.insert(2, 4);
    G.insert(3, 5);
    G.insert(4, 1);
    G.insert(5, 7);
    G.insert(5, 9);
    G.insert(6, 8);
    G.insert(7, 3);
    G.insert(8, 9);
    G.insert(9, 6);

    REQUIRE_EQ(G.vertices.size(), 9);

    algo::Tarjan<std::uint16_t> tarjan(G);
    auto res = tarjan.run();

    std::vector<std::vector<std::uint16_t>> exp = {
      {6, 8, 9},
      {3, 5, 7},
      {1, 2, 4}
    };

    for (auto i = 0; i < res.size(); i++) {
      auto kv = std::views::keys(res[i].adjMatrix);
      CHECK_EQ(std::is_permutation(kv.begin(), kv.end(), exp[i].begin()),
               true);
    }
  }

  TEST_CASE("Tarjan T2") {
    // 1 --> 2 --> 5 --> 7 --> 2
    // 1 --> 4 --> 3 --> 1
    //       4 --> 6 --> 3
    Digraph<std::uint16_t> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(1, 4);
    G.insert(2, 5);
    G.insert(3, 1);
    G.insert(4, 3);
    G.insert(4, 6);
    G.insert(5, 7);
    G.insert(6, 3);
    G.insert(7, 2);

    REQUIRE_EQ(G.vertices.size(), 7);

    algo::Tarjan<std::uint16_t> tarjan(G);
    auto res = tarjan.run();

    std::vector<std::vector<std::uint16_t>> exp = {
      {2, 5, 7},
      {1, 3, 4, 6}
    };

    for (auto i = 0; i < res.size(); i++) {
      auto kv = std::views::keys(res[i].adjMatrix);
      CHECK_EQ(std::is_permutation(kv.begin(), kv.end(), exp[i].begin()),
               true);
    }
  }

  TEST_CASE("BFS T1") {
    // 1 --> 2 --> 5 --> 7 --> 2
    // 1 --> 4 --> 3 --> 1
    //       4 --> 6 --> 3
    Digraph<std::uint16_t> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(1, 4);
    G.insert(2, 5);
    G.insert(3, 1);
    G.insert(4, 3);
    G.insert(4, 6);
    G.insert(5, 7);
    G.insert(6, 3);
    G.insert(7, 2);

    algo::BFS<std::uint16_t> bfs(G);
    auto tree = bfs.run(1);

    /*std::map<std::uint16_t, std::set<std::uint16_t>> exp = {
      {1, {2, 4}},
      {2, {5}},
      {3, {}},
      {4, {3, 6}},
      {5, {7}},
      {6, {}},
      {7, {}}
    };*/

    std::map<std::uint16_t, std::set<std::uint16_t>> exp = {
      {1, {2, 4}},
      {2, {5}},
      {4, {3, 6}},
      {5, {7}}
    };

    CHECK_EQ(tree.adjMatrix, exp);
  }

  TEST_CASE("Roditty Zwick A1 T1 ") {
    // 1 --> 2 --> 5 --> 7 --> 2
    // 1 --> 4 --> 3 --> 1
    //       4 --> 6 --> 3
    Digraph<std::uint16_t> G;
    G.insert(1, 2);
    G.insert(1, 4);
    G.insert(2, 5);
    G.insert(3, 1);
    G.insert(4, 3);
    G.insert(4, 6);
    G.insert(5, 7);
    G.insert(6, 3);
    G.insert(7, 2);

    algo::RodittyZwick<std::uint16_t> rz(G);
    rz.sccDecrementalMaintenance();
  }
}