#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

/* 
   Questo programma simula la caduta di un rover sulla superficie
   di Marte includendo gli effetti del vento
*/

/* i seguenti define sono usati per accendere o spegnere certe features del programma */
//#define TRAJECTORIES 
//#define HISTO
//#define POORMANHISTO
#define ALIEN

#define G 3.711 /* l'accelerazione e' una costante 
		   per convenzione la rappresentiamo con lettere 
		   maiuscole */

#define H0 200
#define DT .05

#define N  3000 /* il numero di elementi necessario in ogni array e' un intero che possiamo
		   stimare sapendo che il tempo di volo sara' circa sqrt(2.*H0/G). Usiamo un
		   numero un po' piu' grande per sicurezza */

#define XMAX 80 /* numero di bin dell'istogramma */ 
#define NHMAX 1000 /* numero massimo di storie */

#define MSGL 1000000 /* lunghezza massima del messaggio alieno */

int main() {
  int   r = 0;        /* variabile di controllo */
  char  s[255];       /* variabile per il controllo del buffer di input */
  int   i = 0;        /* indice degli array */
  float y[N] = {0.};  /* array delle quote */
  float x[N] = {0.};  /* array delle posizioni corrette per il vento */
  float v[N] = {0.};  /* array delle velocita' */
  int histo[XMAX] = {0}; /* istogramma */

  srand48(time(NULL)); /* seme del generatore */

  /* siamo sicuri che il rover parte da una quota sufficientemente alta. Un ciclo do e' adeguato */
  float t = 0.;
  do {
    /* calcolo posizione e velocita' e ne pongo i valori in elementi successivi degli array */
    y[i]   = H0-0.5*G*t*t;
    v[i++] = G*t;
    /* incremento il tempo */
    t += DT;
  } while (y[i - 1] >= 0.); /* condizione di arresto */

  int n = i - 1;
  printf("# Rover atterrato. Velocita' all'impatto: %.1f km/h\n", v[n]/3.6);

  /* numero di storie da simulare */
  r = 0;
  int nH = 1;
  do {
    printf("# Inserisci il numero di storie: ");
    r = scanf("%d", &nH);
    if (r != 1) {
      scanf("%s", s);
    } else if ((nH < 0) || (nH > NHMAX)) {
      printf("# Scelta non permessa. Riprova...\n");
      r = 0; /* un altro modo di controllare il ciclo */
    }
  } while (r != 1);

  /* simuliamo nH storie */
  int histoMax = 0;
  int k;
  for (k = 0; k < nH; k++) {
    /* ora sappiamo quanti passi dobbiamo eseguire e usiamo un for */
    for (i = 1; i < n; i++) {
      /* calcoliamo lo spostamento orizzontale in modo casuale generando un numero compreso tra -1 e 1 */
      float m = y[i - 1] - y[i];
      float delta = -m + 2.*m*lrand48()/RAND_MAX;
      x[i] = x[i - 1] + delta;
#ifdef TRAJECTORIES
      printf("%f %f\n", x[i], y[i]);
#endif
    }
    
    /* calcoliamo la posizione del bin */
    int bin = floor(x[n - 1]) + XMAX/2.;
    if (bin < 0) {
      bin = 0;
    } else if (bin >= XMAX) {
      bin = XMAX - 1;
    }
    /* incrementiamo il valore del bin */
    histo[bin] += 1;
    /* troviamo il valore massimo */
    if (histo[bin] > histoMax) {
      histoMax = histo[bin];
    }
  }

#ifdef HISTO
  /* stampiamo i dati */
  for (i = 0; i < XMAX; i++) {
    printf("%f %d\n", i - XMAX/2., histo[i]);
  }
#endif

#ifdef POORMANHISTO
  /* costruiamo un istogramma */
  for (k = histoMax; k > 0; k--) {
    for (i = 0; i < XMAX; i++) {
      if (histo[i] >= k) {
	printf("#");
      } else {
	printf(" ");
      }
    }
    printf("\n");
  }
#endif

#ifdef ALIEN
  /* simuliamo la ricezione di un messaggio alieno */
  char msg[MSGL] = {0};
  for (i = 0; i < MSGL; i++) {
    char c = 65 + lrand48() % 28;
    if (c == 91) {
      c = ' ';
    } else if (c == 92) {
      c = '\n';
    }
    msg[i] = c;
  }
  printf("%s\n", msg);
#endif
}