;DaisyWorld 0.0

;Elementos do Grupo
;
;57958 - Pedro Luiz de Castro
;57878 - Vivek Kantilal Maganlal

(require (lib "include.ss")
         (lib "list.ss")
         "interface.zo"
         "tokenize.zo"
         "gerador.zo"
         "proj3-aux-fp0708-74.scm")

(include "proj3-margarida-fp0708-74.scm")
(include "proj3-planeta-fp0708-74.scm")
(include "proj3-posicao-fp0708-74.scm")
(include "proj3-simulador-fp0708-74.scm")

#|
### Primeiro Check-Point ###
|#

(define sb 5.67E-8)
(define S 917)
(define ep 0.5)
(define fa 20)


;######### MOSTRA_CONST #########

(define mostra_const
  (lambda ()
    (begin (display "Constante de Stefan Boltzmann: ")(display sb)(newline)
           (display "Fluxo solar: ")(display S)(newline)
           (display "Emissividade do planeta: ")(display ep)(newline)
           (display "Factor de absorção: ")(display fa))))


;######### LUMINO #########

(define (lumino t)
  (if (integer? t)
      (if (>= t 0)
          (+ 0.6 (* (/ 1.2 200) t))
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))


;######### T_PLANETA #########

(define (T_planeta L ab-pl)
  (if (and (rational? L)
           (rational? ab-pl))
      (if (and (> L 0)
               (<= 0 ab-pl 1))
          (- (expt (/ (* S L (- 1 ab-pl)) (* 0.5 sb)) (/ 1 4)) 273.15)
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))


;######### ETAPA #########

(define (etapa conforto mag-viz viz-lim)
  (if (and (rational? conforto)
           (integer? mag-viz)
           (integer? viz-lim))
      (if (and (>= mag-viz 0)(>= viz-lim 0))
          (cond ((and (< mag-viz viz-lim)(>= conforto 0))1)            
                ((and (>= mag-viz viz-lim)(>= conforto 0))2)
                (else 3 ))
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))

;############### CONFORTO ##############

(define (conforto t ab-pl ab-loc ab-m tmin tmax)
  (define (conforto-aux t ab-pl ab-loc ab-m tmin tmax) ;conforto-aux calcula o conforto no intante t
    (- 1 (* (expt (- (/ (+ tmax tmin) 2) (+ (* (- ab-loc ab-m) fa) (T_planeta (lumino t) ab-pl))) 2) (/ 4 (expt (- tmax tmin) 2)))))
  (if (and (integer? t)(>= t 0)
           (rational? ab-pl)(>= ab-pl 0)(<= ab-pl 1)(rational? ab-pl)
           (rational? ab-loc)(>= ab-loc 0)(<= ab-loc 1)
           (rational? ab-m)(>= ab-m 0)(<= ab-m 1)
           (integer? tmin)(integer? tmax)
           (not (= tmax tmin)))
      (cond ((> (conforto-aux t ab-pl ab-loc ab-m tmin tmax) 1)1)
            ((< (conforto-aux t ab-pl ab-loc ab-m tmin tmax) -1)-1)
            (else (conforto-aux t ab-pl ab-loc ab-m tmin tmax)))
      "Erro de input."))


;######### VIZINHOS_PRINT #########

(define (vizinhos_print x y n-linha n-coluna n)
  (define (mostra_vizinhos xx x yy y n-linha n-coluna n)
    (if (and (< yy n-linha)(<= yy (+ y n)))
        (cond ((and (< xx 0)(< yy 0))(mostra_vizinhos (+ xx 1) x (+ yy 1) y n-linha n-coluna n))
              ((and (< xx 0)(>= yy 0))(mostra_vizinhos (+ xx 1) x yy y n-linha n-coluna n))
              ((and (>= xx 0)(< yy 0))(mostra_vizinhos xx x (+ yy 1) y n-linha n-coluna n))
              ((or (> xx (- n-coluna 1)) (> xx (+ x n))) (mostra_vizinhos (- x n) x (+ yy 1) y n-linha n-coluna n))
              (else (begin (display "(")
                           (display xx)
                           (display ",")
                           (display yy)
                           (display ")")
                           (mostra_vizinhos (+ xx 1) x yy y n-linha n-coluna n))))))
  (if (and (integer? x)
           (integer? y)
           (integer? n-linha)
           (integer? n-coluna)
           (integer? n))
      (if (and (>= x 0)(>= y 0)
               (>= n-linha 0)
               (>= n-coluna 0)
               (>= n 0)
               (> n-linha y)
               (> n-coluna x))
          (mostra_vizinhos (- x n) x (- y n) y n-linha n-coluna n)
          "Erro de consistência.")          
      "Erro de input."))


#|
### Segundo Check-Point ###
|#


;######### VIZINHOS_LISTA #########

(define (vizinhos_lista pos n-linha n-coluna n)
  (define vizinhos ())
  (define (mostra_vizinhos yy y xx x n-linha n-coluna n)
    (if (and (< yy n-linha) (<= yy (+ y n)))
        (cond ((and (< xx 0)(< yy 0))(mostra_vizinhos (+ yy 1) y (+ xx 1) x n-linha n-coluna n))
              ((and (< xx 0)(>= yy 0))(mostra_vizinhos yy y (+ xx 1) x n-linha n-coluna n))
              ((and (>= xx 0)(< yy 0))(mostra_vizinhos (+ yy 1) y xx x n-linha n-coluna n))
              ((or (> xx (- n-coluna 1)) (> xx (+ x n))) (mostra_vizinhos (+ yy 1) y (- x n) x n-linha n-coluna n))
              (else (begin (set!  vizinhos (cons (nova_posicao yy xx) vizinhos))
                           (mostra_vizinhos yy y (+ xx 1) x n-linha n-coluna n)))))
    (reverse vizinhos))
  (if (and (integer? (linha_posicao pos))
           (integer? (coluna_posicao pos))
           (integer? n-linha)
           (integer? n-coluna)
           (integer? n)
           (posicao_valida? pos n-linha n-coluna))
      (if (and (>= (linha_posicao pos) 0)
               (>= (coluna_posicao pos) 0)
               (>= n-linha 0)
               (>= n-coluna 0)
               (>= n 0)
               (> n-coluna (coluna_posicao pos))
               (> n-linha (linha_posicao pos)))
          (mostra_vizinhos (- (linha_posicao pos) n) (linha_posicao pos) (- (coluna_posicao pos) n) (coluna_posicao pos) n-linha n-coluna n)
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))


;######### QUANTAS_VIZINHAS #########

(define (quantas_vizinhas planeta pos n)
  (define (quantas_vizinhas-aux planeta pos n)
    (define i 0)
    (define contador 0)
    (define vizinhos (vizinhos_lista pos (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta) n))  
    (while (< i (length vizinhos))
           (if (tem_margarida? planeta (list-ref vizinhos i))                 
               (set! contador (+ contador 1)))
           (set! i (+ i 1)))
    contador)
  (if (and (planeta? planeta)
           (posicao? pos)
           (integer? n))
      (if (and (posicao_valida? pos (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta))(<= 0 n))
          (quantas_vizinhas-aux planeta pos n)
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))


;######### JOGA_PROBABILIDADES #########

(define (joga_probabilidades p npa)
  (if (and (rational? p) (integer? npa))
      (if (and (<= 0 p 1)(<= 0 npa (- (expt 2 31) 2)))
          (< npa (* p (- (expt 2 31) 1)))
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))


;######### POSICAO_A_SORTE #########

(define (posicao_a_sorte linhas colunas npa)
  (if (and (exact? npa)
           (exact? linhas)
           (exact? colunas))
      (if (and (>= linhas 0)
               (>= colunas 0)
               (<= 0 npa (- (expt 2 31) 2)))
          (nova_posicao (quotient (remainder npa (* linhas colunas)) colunas) (remainder (remainder npa (* linhas colunas)) colunas))
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))


;######### NOVO_ALBEDO #########

(define (novo_albedo albedo_mae pmm npa)
  (define (aux albedo_mae npa)
    (if (< (/ npa (- (expt 2 31) 2)) albedo_mae)
        (- albedo_mae (* (/ 1 3) (- albedo_mae (/ npa (- (expt 2 31) 2)))))
        (+ albedo_mae (* (/ 1 3) (- (/ npa (- (expt 2 31) 2)) albedo_mae)))))
  (if (and (rational? albedo_mae)
           (rational? pmm)
           (integer? npa))
      (if (and (<= 0 albedo_mae 1)(<= 0 pmm 1)(<= 0 npa (- (expt 2 31) 2)))
          (if (joga_probabilidades pmm npa)
              (aux albedo_mae npa)
              albedo_mae)
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))


;######### ALB_REGIAO #########

(define (alb_regiao planeta . args)
  (define somador 0)
  (define (alb_regiao_aux planeta albedo_planeta vizinhos)
    (if (null? vizinhos)
        somador
        (if (tem_margarida? planeta (first vizinhos))
            (begin (set! somador (+ somador (albedo_margarida (obtem_margarida planeta (first vizinhos)))))
                   (alb_regiao_aux planeta albedo_planeta (rest vizinhos)))
            (begin (set! somador (+ somador albedo_planeta))
                   (alb_regiao_aux planeta albedo_planeta (rest vizinhos))))))
  (if (null? args)
      (if (planeta? planeta)
          (/ (alb_regiao_aux planeta (second planeta) (vizinhos_lista (nova_posicao 0 0) (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta) (max (colunas_planeta planeta) (linhas_planeta planeta)))) (* (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta)))
          "Erro de input.")
      (if (and (planeta? planeta) (= (length args) 2) (integer? (first args)) (>= (first args) 0) (posicao? (second args)))
          (if (and (posicao? (second args)) (posicao_valida? (second args) (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta)))
              (/ (alb_regiao_aux planeta (albedo_planeta planeta) (vizinhos_lista (second args) (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta) (first args))) (* (length (vizinhos_lista (second args) (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta) (first args)))))
              "Erro de consistência.")
          "Erro de input.")))


;############ CONFORTO TÉRMICO #################

(define (conforto_margarida t planeta n posicao)
  (define vizinhos (vizinhos_lista posicao (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta) n))
  (define (tloc fha temperatura_planeta albedo_margarida albedo_local)
    (+ temperatura_planeta (* fha (- albedo_local albedo_margarida))))
  (if (and (planeta? planeta) (posicao? posicao) (integer? n) (integer? t) (<= 0 t) (<= 0 n))
      (if (and (posicao_valida? posicao (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta)) (margarida? (obtem_margarida planeta posicao)))
          (cond ((> (- 1 (* (/ 4 
                               (expt (- (tempmax_margarida (obtem_margarida planeta posicao))
                                        (tempmin_margarida (obtem_margarida planeta posicao))) 2)) 
                            (expt (- (tempideal_margarida (obtem_margarida planeta posicao))
                                     (tloc fa (T_planeta (lumino t) (albedo_planeta planeta)) (albedo_margarida (obtem_margarida planeta posicao)) (alb_regiao planeta n posicao))) 2))) 1) 1)
                ((< (- 1 (* (/ 4 
                               (expt (- (tempmax_margarida (obtem_margarida planeta posicao))
                                        (tempmin_margarida (obtem_margarida planeta posicao))) 2)) 
                            (expt (- (tempideal_margarida (obtem_margarida planeta posicao))
                                     (tloc fa (T_planeta (lumino t) (albedo_planeta planeta)) (albedo_margarida (obtem_margarida planeta posicao)) (alb_regiao planeta n posicao))) 2))) -1) -1)
                (else (- 1 (* (/ 4 
                                 (expt (- (tempmax_margarida (obtem_margarida planeta posicao))
                                          (tempmin_margarida (obtem_margarida planeta posicao))) 2)) 
                              (expt (- (tempideal_margarida (obtem_margarida planeta posicao))
                                       (tloc fa (T_planeta (lumino t) (albedo_planeta planeta)) (albedo_margarida (obtem_margarida planeta posicao)) (alb_regiao planeta n posicao))) 2)))))
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))

;############ NASCE_GLOBAL #################

(define (nasce_global t planeta posicao)
  (define vizinhos 0)
  (define (nasce_global_aux t planeta posicao vizinhos)
    (if (null? vizinhos)
        posicao
        (if (tem_margarida? planeta (first vizinhos))
            (nasce_global_aux t planeta posicao (rest vizinhos))
            (first vizinhos))))
  (if (and (integer? t) (planeta? planeta) (posicao? posicao) (>= t 0) (>= (linha_posicao posicao) 0) (>= (coluna_posicao posicao) 0))
      (if (posicao_valida? posicao (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta))
          (begin
            (set! vizinhos (vizinhos_lista posicao (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta) (max (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta))))
            (nasce_global_aux t planeta posicao vizinhos))
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))


;############ NASCE_LOCAL ################# TESTAR!

(define (nasce_local t planeta posicao n)
  (define vizinhos 0)
  (define (nasce_global_aux t planeta posicao vizinhos)
    (if (null? vizinhos)
        posicao
        (if (tem_margarida? planeta (first vizinhos))
            (nasce_global_aux t planeta posicao (rest vizinhos))
            (first vizinhos))))
  (if (and (integer? t) (integer? n) (planeta? planeta) (posicao? posicao) (>= t 0) (>= n 0) (>= (linha_posicao posicao) 0) (>= (coluna_posicao posicao) 0)(tem_margarida? planeta posicao))
      (if (posicao_valida? posicao (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta))
          (begin (set! vizinhos (vizinhos_lista posicao (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta) n))
                 (nasce_global_aux t planeta posicao vizinhos))
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))

;############ EFEITO_MARGARIDA #################

(define (efeito_margarida t planeta posicao n limite_vm)
  (define npa 2)
  (define (efeito_margarida_aux t planeta posicao n limite_vm)
    (cond((= 1 resultado)(if (joga_probabilidades conforto npa)
                             (nasce_local t planeta posicao n)
                             "nada"))
         ((= 2 resultado)(if (not (joga_probabilidades conforto npa))
                             (nasce_global t planeta posicao)
                             "nada"))
         ((= 3 resultado)(if (joga_probabilidades (- 0 conforto) npa)
                             "morre"
                             "nada"))
         (else "Erro de consistência.")))
  (define resultado 0)
  (define conforto 0)
  (if (and (integer? t) (>= t 0) (planeta? planeta) (posicao? posicao) (integer? n) (>= n 0) (integer? limite_vm) (>= limite_vm 0))
      (if (posicao_valida? posicao (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta))
          (begin
            (set! conforto (conforto_margarida t planeta n posicao))
            (set! resultado (etapa conforto (quantas_vizinhas planeta posicao n) limite_vm))
            (efeito_margarida_aux t planeta posicao n limite_vm))
          "Erro de consistência.")
      "Erro de input."))

;############ APLICA_MARGARIDA #################

(define (aplica_margarida t planeta posicao n limite_vm planeta_futuro)
  (define (aplica_margarida_aux t planeta posicao n limite_vm planeta_futuro)
    (cond((string=? "morre" (efeito_margarida t planeta posicao n limite_vm))(morre_margarida planeta posicao))
         ((string=? "nada" (efeito_margarida t planeta posicao n limite_vm)))
         ((posicao? (efeito_margarida t planeta posicao n limite_vm))(nasce_margarida planeta (efeito_margarida t planeta posicao n limite_vm) margarida))
         (else "Erro de input.")))
  (aplica_margarida_aux t planeta posicao n limite_vm planeta_futuro))



;########## FUNCOES PA PASSAR O TEMPO, CASO SEJAM NECESSÁRIAS! #################

(define (vm n planeta pos)
  (define d (/ (quantas_vizinhas planeta pos n) (length (vizinhos_lista pos (linhas_planeta planeta) (colunas_planeta planeta) n))))
  (* d (expt (+ 1 (* n 2)) 2)))