//
// bridge.cc
// Eerste programmeeropgave voor AI, 28 januari 2008, Bridge
// Walter Kosters
//

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;

/* Maak array verwijzingen expliciet en uniform */
#define NOORD 0
#define OOST  1
#define ZUID  2
#define WEST  3

/* Kaartdefinities */
#define KLAVEREN 0
#define RUITEN   1
#define HARTEN   2
#define SCHOPPEN 3

/* Contract mogelijkheden */
#define CONTRACT_RANDOM 0 /* Agent EEN */
#define CONTRACT_SLIM 1   /* Agent DRIE */

/* Niveau's */
#define NIVEAU_RANDOM 0 /* Agent TWEE */
#define NIVEAU_SLIM 1 /* Agent VIER */

/* Speeltype */
#define SPEEL_KOSTER_BRIDGE 0

#define VERBOSE 1
#define SILENT  0

/* Afsluit codes, teveel is positief, teweinig negetief */
#define GEHAALD = 0

//sorteer array A (met n elementen) via bubblesort
void bubblesort (int A[ ], int n) {
  int i, j, temp;
  for ( j = 1; j < n; j++ )
    for ( i = 0; i < n-j; i++ )
      if ( A[i] > A[i+1] ) {
        temp = A[i]; 
  A[i] = A[i+1]; 
  A[i+1] = temp;
      }//if
}//bubblesort

//welke getalswaarde heeft kaart i?
//1..13 zijn Klaver1..13, 14..26 zijn Ruiten1..13,
//27..39 zijn Harten1..13 en 40..52 zijn Schoppen1..13
//eigenlijk is 13 de aas, dus 1 is een 2 ;-)
int dewaarde (int i) {
  if ( i <= 13 )
    return i;
  else if ( i <= 26 )
    return i-13;
  else if ( i <= 39 )
    return i-26;
  else
    return i-39;
}//dewaarde

//welke kleurwaarde heeft kaart i?
char dekleurwaarde (int i) {
  if ( i <= 13 )
    return KLAVEREN;
  else if ( i <= 26 )
    return RUITEN;
  else if ( i <= 39 )
    return HARTEN;
  else
    return SCHOPPEN;
}//dekleur

//welke kleur heeft kaart i?
char dekleur (int i) {
    switch ( dekleurwaarde (i) ) {
    case KLAVEREN:
        return 'K';
    case RUITEN:
        return 'R';
    case HARTEN:
        return 'H';
    case SCHOPPEN:
        return 'S';
    }
}//dekleur


//print kaart i netjes
void printkaart (int i) {
  cout << dekleur (i) << dewaarde (i);
  if ( dewaarde (i) < 10 )
    cout << " ";
}//printkaart

//welke speler is i?
char despeler (int i) {
  switch ( i ) {
    case NOORD: return 'N';
    case OOST: return 'O';
    case ZUID: return 'Z';
    case WEST: return 'W';
  }//switch
  return 'X';
}//despeler

//===

class spel {
  public:
    int aantalkaarten;     //hoeveel kaarten heeft iedere speler?
    char troef;            //KRHS
    int hoogte;            //1..13
    bool NZ;               //true betekent NZ, false betekent OW
    int dekaarten[4][13];  //N:0,O:1,Z:2,W:3
    int slagenNZ;          //aantal slagen voor NZ
    int slagenOW;          //idem voor OW
    int spelerniveau[3];   /* Kwaliteit van speler */
    void schud ( );
    void print ( );
    void maakcontract (int hoe, bool printdetails);
    void afspelen (int speeltype, bool printdetails);
    int trekkaart (int hoe, char kleur, int A[ ], int aantal);
    int uitslag (bool printdetails);
};//spel

//verdeel de kaarten, en schud ze over de 4 spelers
void spel::schud ( ) {
  int kaarten[52];
  int i, j, temp;
  aantalkaarten = 13;
  for ( i = 0; i < 52; i++ )
    kaarten[i]= i+1;
  for ( i = 52-1; i > 0; i-- ) {
    j = rand ( ) % (i+1);
    temp = kaarten[i];
    kaarten[i] = kaarten[j];
    kaarten[j] = temp;
  }//for
  for ( i = 0; i < 13; i++ ) {
    dekaarten[NOORD][i] = kaarten[i];
    dekaarten[OOST][i] = kaarten[i+13];
    dekaarten[ZUID][i] = kaarten[i+26];
    dekaarten[WEST][i] = kaarten[i+39];
  }//for
  bubblesort (dekaarten[NOORD],13);
  bubblesort (dekaarten[OOST],13);
  bubblesort (dekaarten[ZUID],13);
  bubblesort (dekaarten[WEST],13);
  slagenNZ = slagenOW = 0;
}//spel::schud

//print huidige kaarten
void spel::print ( ) {
  int i;
  cout << "=Kaart configuratie=" <<endl;
  cout << endl << "Noord : ";
  for ( i = 0; i < aantalkaarten; i++ ) {
    printkaart (dekaarten[NOORD][i]);
    cout << " | ";
  }//for
  cout << endl;
  cout << "Oost  : ";
  for ( i = 0; i < aantalkaarten; i++ ) {
    printkaart (dekaarten[OOST][i]);
    cout << " | ";
  }//for
  cout << endl;
  cout << "Zuid  : ";
  for ( i = 0; i < aantalkaarten; i++ ) {
    printkaart (dekaarten[ZUID][i]);
    cout << " | ";
  }//for
  cout << endl;
  cout << "West  : ";
  for ( i = 0; i < aantalkaarten; i++ ) {
    printkaart (dekaarten[WEST][i]);
    cout << " | ";
  }//for
  cout << endl;
}//spel::print

//maak een contract
void spel::maakcontract (int hoe, bool printdetails) {
  int spelerA, spelerB;
  int zoekpuntA, zoekpuntB;
  int slagen;
  int kleurAantal[] = {0, 0, 0, 0};

  /* Speler volledig random */
  NZ = ( rand ( ) % 2 == 1 );

  switch (hoe) {
  case CONTRACT_RANDOM:
    troef = dekleur (rand ( ) % 52);
    hoogte = 1 + rand ( ) % 13;
    break;
  case CONTRACT_SLIM:
    /* Variable om de juiste array rijen te selecteren */
    if ( NZ ) {
        spelerA = NOORD;
        spelerB = ZUID;
    } else {
        spelerA = OOST;
        spelerB = WEST;
    }

    /* Bepaal aantal kaarten per kleur */
    for ( int i = 0; i < 13; i++ ) {
        kleurAantal[dekleurwaarde (dekaarten[spelerA][i])]++;
        kleurAantal[dekleurwaarde (dekaarten[spelerB][i])]++;
    }

    /* Troef is de meeste kaarten in handen */
    troef = 0;
    for ( int i = 1; i < 4; i++ )
        if ( kleurAantal[i] > kleurAantal[i - 1] )
            troef = i;

    /* Elke troef levert een slag op */
    hoogte = kleurAantal[troef];

    /* Hoogste kaart(en) leveren ook slagen op */
    slagen = 0;
    /* i is de zoekkaart */
    for (int i = 52; i >= 0;) {
        while (zoekpuntA != -1 && dekaarten[spelerA][zoekpuntA] > i)
            zoekpuntA--;
        while (zoekpuntB != -1 && dekaarten[spelerB][zoekpuntB] > i)
            zoekpuntB--;

        /* Hebben we de kaart in bezit of moeten we naar een aas van
         * een andere kleur gaan zoeken */
        if (zoekpuntA == -1 && zoekpuntB == -1) {
            break;
        } else if (zoekpuntA != -1 && dekaarten[spelerA][zoekpuntA] == i) {
            slagen++;
            i--;
        } else if (zoekpuntB != -1 && dekaarten[spelerB][zoekpuntB] == i) {
            slagen++;
            i--;
        } else {
            if ( i <= 13 ) {
                /* KLAVEREN aas is niet in bezit */
                break;
            } else {
                /* Spring naar de volgende aas */
                if ((i % 13) == 0)
                    i = i - 13;
                else
                    i = i - (i % 13);
            }
        }
    }
    hoogte = hoogte + slagen;

    /* Set troef naar ASCII waarde om */
    troef = dekleur ( (troef + 1) * 13);
    break;
  }

  if (printdetails) {
    cout << endl << "=Contract=" << endl;
    cout << "Paar   : " << ( NZ ? "NZ " : "OW " ) << endl;
    cout << "Slagen : " << hoogte <<endl;
    cout << "Troef  : " << troef << endl << endl;
  }
}//spel::maakcontract

//trek een random kaart uit A (die er aantal heeft)
//voorkeur voor kleur, anders random
int spel::trekkaart (int hoe, char kleur, int A[ ], int aantal) {
  int j, i = rand ( ) % aantal, vanaf, totenmet, dekaart;
  int hoogstekaart = 0;
  bool heeftkleur = false;

  /* Bepaal of gevraagde kleur in bezit is */
  for ( j = 0; j < aantal; j++ ) {
    if ( dekleur (A[j]) == kleur ) {
      if ( heeftkleur )
        totenmet = j;
      else
        totenmet = vanaf = j;
      heeftkleur = true;
    }//if
  }//for

  switch (hoe) {
  case NIVEAU_RANDOM:
    if ( heeftkleur )
      i = vanaf + rand ( ) % ( totenmet - vanaf + 1 );
    break;
  case NIVEAU_SLIM:
    /* Als eerste kiezen, levert bepaalde privileges */
    if ( kleur == 'X' ) {
        /* bepalen beste kaart, hoogste troef, dan hoogste andere kaart */
        for ( j = 1; j < aantal; j++ ) {
            if ( dewaarde (A[j])  > dewaarde (hoogstekaart) ) {
                hoogstekaart = j;
            } else if ( dewaarde (A[j]) == dewaarde (hoogstekaart) ) {
                /* Troef is beter */
                if ( dekleur (A[j]) == troef ) {
                    hoogstekaart = j;
                }
            }
        }
        i = hoogstekaart;
        break;
    }

    /* Troef spelen, levert aparte regels */
    if ( kleur == troef ) {
        /* Hoogste troef als present, anders laagste kaart */
        if ( heeftkleur )
            i = totenmet;
        else
            i = 0;
        break;
    }

    /* Als kleur present dan meespelen met hoogste kaart */
    if ( heeftkleur ) {
        i = totenmet;
        break;
    }

    /* Bij ontbreken van kleur, bepaal of troef present is  */
    for ( j = 0; j < aantal; j++ )
      if ( dekleur (A[j]) == troef ) {
        if ( heeftkleur )
          totenmet = j;
        else
          totenmet = vanaf = j;
        heeftkleur = true;
      }//if
    /* 'Steel' het slag door kleinste troefje te spelen */
    if ( heeftkleur ) {
        i = vanaf;
        break;
    }

    /* Niets kunnen betekenen hier, laagste kaart dan maar ;-) */
    i = 0;
    break;
  }

  /* Doe de boekhouding en werk het de eigen hand bij */
  dekaart = A[i];
  for ( j = i; j < aantal-1; j++ )
    A[j] = A[j+1];
  A[aantal-1] = 0;
  return dekaart;
}//spel::trekkaart

//speel af; printdetails geeft meer informatie
void spel::afspelen (int speeltype, bool printdetails) {
  int speler, winnaar, hoogste, winkleur, vraagkleur;
  int kaart[ ] = {0, 0, 0, 0};
  int buurt = 1;

  /* Laat random speler  beginnen */
  speler = rand ( ) % 4; // 0123

  if (printdetails) {
    cout << "=Spel=" <<endl;
    cout << "S = Speelt, Kx = Kaart x" << endl;
    cout << "Noord -> Oost -> Zuid -> West -> Noord --> Oost -> Zuid" <<endl;
    cout << "Buurt | S | K1  | K2  | K3  | K4  | Winnaar |" << endl;
    cout << "------|---|-----|-----|-----|-----|---------|" << endl;
  }

  switch (speeltype) {
  case SPEEL_KOSTER_BRIDGE:
    while ( aantalkaarten > 0 ) {
      if (printdetails) {
        if ( buurt < 10 )
          cout << " ";
        cout << buurt << "    | ";
      }

      /* Initiele kaart, geen voorkeur voor kleur */
      kaart[0] = trekkaart (spelerniveau[speler],'X',dekaarten[speler],
                            aantalkaarten);
      vraagkleur = dekleur (kaart[0]);
      if ( printdetails ) {
        cout << despeler (speler) << " | ";
        printkaart (kaart[0]);
        cout << " | ";
      }//if

      /* Laat de rest bijspelen */
      for (int i = 1; i <= 3; i++) {
        kaart[i] = trekkaart (spelerniveau[i], vraagkleur,
                              dekaarten[(speler+i)%4],aantalkaarten);
        if ( printdetails ) {
          printkaart (kaart[i]);
          cout << " | ";
        }//if
      }

      aantalkaarten--;

      /* controleer troef in het spel */
      if ( dekleur(kaart[0]) == troef || dekleur(kaart[1]) == troef 
           || dekleur(kaart[2]) == troef || dekleur(kaart[3]) == troef )
      winkleur = troef;
      else
        winkleur = dekleur (kaart[0]);

      /* bepaal de winnende spelers */
      hoogste = -1;
      if ( dekleur (kaart[0]) == winkleur && kaart[0] > hoogste ) {
        winnaar = speler;
        hoogste = kaart[0];
      }//if
      if ( dekleur (kaart[1]) == winkleur && kaart[1] > hoogste ) {
        winnaar = (speler+1) % 4;
        hoogste = kaart[1];
      }//if
      if ( dekleur (kaart[2]) == winkleur && kaart[2] > hoogste ) {
        winnaar = (speler+2) % 4;
        hoogste = kaart[2];
      }//if
      if ( dekleur (kaart[3]) == winkleur && kaart[3] > hoogste ) {
        winnaar = (speler+3) % 4;
        hoogste = kaart[3];
      }//if

      if ( printdetails ) {
        cout << despeler (winnaar) << "       |" << endl;
      }//if
      if ( winnaar == 0 || winnaar == 2 )
        slagenNZ++;
      else
        slagenOW++;
      speler = winnaar;

      buurt++;
    }//while
    break;
  }//switch
}//spel::afspelen

//uitslag op scherm
int spel::uitslag (bool printdetails) {
  int slagen = ( NZ ? slagenNZ : slagenOW);
  if (printdetails) {
    cout << "=Uitslag=" << endl;
    cout << "Slagen NZ       : " << slagenNZ << endl;
    cout << "Slagen OW       : " << slagenOW << endl;
    cout << "Contract bod    : " << hoogte << endl;
    cout << "Contract paar   : " << ( NZ ? "NZ " : "OW " ) << endl;
    cout << "Contact gehaald : ";
  }
  if ( slagen < hoogte ) {
    if (printdetails)
      cout << "TEKORT";
  } else if ( slagen == hoogte ) {
    if (printdetails)
      cout << "CORRECT";
  } else {
    if (printdetails)
      cout << "TEVEEL";
  }
  if (printdetails)
    cout << " (" << slagen - hoogte << ")" << endl;

  return (slagen - hoogte);
}//spel::uitslag

//===

void printTotaalWaarde (string type, double waarde, double totaal) {
    cout << setiosflags(ios::left);
    cout << setw(10) << type << " : ";
    cout << resetiosflags(ios::left);
    double percent = (waarde / totaal) * 100;
    cout.precision(8);
    cout << setw(8) << waarde;
    cout << " = ";
    cout.precision(2);
    cout << setw(7) << setiosflags(ios::fixed) << percent
    <<resetiosflags(ios::fixed) << "%";
    cout << endl;

};

int main ( ) {
  int retcode = 0;
  int tekort = 0;
  int correct = 0;
  int teveel = 0;
  double eindscore = 0;
  int fout, goed;

  spel S;
  int randInit;

  /* Variabelen */
  int logNiveau = SILENT; /* print niveau SILENT|VERBOSE */
  double aantalKeer = 10000;  /* aantal rondes */

  /* initialiseer random-generator, maar print seed om debugging
   * mogelijk te maken
   */
  randInit = time(0);
  /* Spelen met vaste waarde om kaarten hetzelfde te houden */
  randInit = 1203969568;
  cout << "RandInit getal: " << randInit << endl;
  srand (randInit); 

  /* Speel de potjes */
  for (int i = 0; i < aantalKeer; i++) {
    S.schud ( );
    if (logNiveau)
      S.print ( );

    /* Niveau contract en spelers */
    S.maakcontract (CONTRACT_SLIM, logNiveau);
    S.spelerniveau[0] = NIVEAU_RANDOM;
    S.spelerniveau[1] = NIVEAU_RANDOM;
    S.spelerniveau[2] = NIVEAU_RANDOM;
    S.spelerniveau[3] = NIVEAU_RANDOM;
    if (logNiveau)
        for (int i = 0; i <= 3; i++)
            cout << "Niveau speler " << i << ":" << S.spelerniveau[i] << endl;

    /* Afspelen bepaal type spel */
    S.afspelen (SPEEL_KOSTER_BRIDGE, logNiveau);

    if (logNiveau)
      cout << endl;
    retcode = S.uitslag (logNiveau);

    /* Boekhouding, voor de eindscore berekening */
    if (retcode > 0) {
        teveel++;
        /* elk punt teveel score: -10 */
        eindscore = eindscore + retcode * -10;
    } else if (retcode == 0) {
        correct++;
        /* elk goede score +20 */
        eindscore = eindscore + 20;
    } else {
        tekort++;
        /* elk punt tekort score: -20 
         * retcode is al negatief
         */
        eindscore = eindscore + (retcode * 20);
    }
  }

  /* Bereken eindresultaat */
  fout = tekort + teveel;
  goed = correct;
  printTotaalWaarde("Tekort", tekort,  aantalKeer);
  printTotaalWaarde("Correct", correct,  aantalKeer);
  printTotaalWaarde("Teveel", teveel,  aantalKeer);
  cout << endl;
  printTotaalWaarde("Goed", goed,  aantalKeer);
  printTotaalWaarde ("Fout", fout, aantalKeer);
  printTotaalWaarde ("EindScore", eindscore, aantalKeer * 20);
}//main