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// Created by 423A35C7 on 2023-12-02.
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#include <iostream>
#include "graph.hpp"
// 这次执行一轮后不一定结束了，
void one_turn(ComplexGraph* graph) {
    for (int start = 0; start < graph->node_num; ++start) {
        int target;
        while (true) {
            int* target_ptr = std::min_element(graph->adjacency[start],
                                               graph->adjacency[start] + graph->node_num);
            // 如果最小的目标城市距离都是INT_MAX，则说明start与所有城市都已连通，则不再修建
            if (*target_ptr == INT_MAX) {
                return;
            }
            target = target_ptr - graph->adjacency[start];
            // 如果在同一个城市联盟内，那么把这个目标城市排除，在剩下的目标城市中继续
            if (graph->same_league(start, target)) {
                graph->adjacency[start][target] = INT_MAX;
                continue;
            }
            // 如果已经修建过了，则换个目标城市
            if (graph->incidence[start][target]) {
                continue;
            }
            // 不需要考虑三个或以上成环的情况
            break;
        }
        const int start_alpha = graph->get_alpha(start);
        const int target_alpha = graph->get_alpha(target);
        // 当城市规模系数α到达限定系数β后，我们认为该 league
        // 已经到达“稳定”，不再与任何其他城市修建公路。
        if (start_alpha >= graph->beta || target_alpha >= graph->beta) {
            continue;
        }
        if (start_alpha < target_alpha) {
            // 规模小于目标城市，则政府拒绝修建
            continue;
        }
        else if (start_alpha == target_alpha) {
            // 若两个城市规模相等，则修建过后两座城市形成的 league 城市规模系数α增一
            graph->increase_alpha(start);
        }
        else if (start_alpha > target_alpha) {
            // 若大于目标城市，则同意修建，规模系数不变
            ;
        }
        // 修建公路，即在关系矩阵上将相应的行列置为true
        graph->incidence[start][target] = graph->incidence[target][start] = true;
        graph->incidence_had_changed = true; // 保护字段为什么能直接访问？
        // 把目标城市所在联盟合并到起始城市所在联盟中
        graph->merge(start, target);
    }
}

int main() {
    int n, beta;

    std::cout << "输入城市的个数：";
    std::cin >> n;
    auto graph = ComplexGraph(n);
    std::cout << "初始的城市规模为：" << std::endl;
    graph.print_alpha();
    std::cout << "请输入限定系数beta：";
    std::cin >> beta;
    graph.set_beta(beta);

    std::cout << "初始的距离的邻接矩阵为：" << std::endl;
    graph.print_adjacency();

    for (int turn_num = 1; ; turn_num++) {
        graph.start_record_incidence();
        one_turn(&graph);
        // 当关系矩阵不再被改变，也就是说明不再修桥了，则说明达到稳定
        if (!graph.stop_record_incidence()) {
            break;
        }
        std::cout << "第" << turn_num << "轮后的关系矩阵如下：" << std::endl;
        graph.print_incidence();
        std::cout << "规模系数如下：" << std::endl;
        graph.print_alpha();
        std::cout << "并查集如下：" << std::endl;
        graph.print_merge_find_set();
        std::cout << std::endl;
    }
    std::cout << "已经达到稳定" << std::endl;
    return 0;
}

// 输入城市的个数：10
// 初始的城市规模为：
// 城市联盟  { 0  }  的规模系数为 2
// 城市联盟  { 1  }  的规模系数为 5
// 城市联盟  { 2  }  的规模系数为 2
// 城市联盟  { 3  }  的规模系数为 1
// 城市联盟  { 4  }  的规模系数为 3
// 城市联盟  { 5  }  的规模系数为 4
// 城市联盟  { 6  }  的规模系数为 2
// 城市联盟  { 7  }  的规模系数为 2
// 城市联盟  { 8  }  的规模系数为 4
// 城市联盟  { 9  }  的规模系数为 3
// 请输入限定系数beta：5
// 初始的距离的邻接矩阵为：
// 2147483647      63      39      34      97      93      35      42      68      29
// 63      2147483647      11      100     82      48      31      2       33      58
// 39      11      2147483647      85      100     27      47      97      86      91
// 34      100     85      2147483647      15      32      16      77      84      29
// 97      82      100     15      2147483647      4       53      63      54      29
// 93      48      27      32      4       2147483647      25      85      86      58
// 35      31      47      16      53      25      2147483647      97      27      88
// 42      2       97      77      63      85      97      2147483647      61      91
// 68      33      86      84      54      86      27      61      2147483647      66
// 29      58      91      29      29      58      88      91      66      2147483647
//
// 第1轮后的关系矩阵如下：
// 0       0       0       0       0       0       0       0       0       1
// 0       0       0       0       0       0       0       0       0       0
// 0       0       0       0       0       0       0       0       0       0
// 0       0       0       0       0       0       1       0       0       0
// 0       0       0       0       0       1       0       0       0       0
// 0       0       0       0       1       0       0       0       0       0
// 0       0       0       1       0       0       0       0       1       0
// 0       0       0       0       0       0       0       0       0       0
// 0       0       0       0       0       0       1       0       0       0
// 1       0       0       0       0       0       0       0       0       0
//
// 规模系数如下：
// 城市联盟  { 1  }  的规模系数为 5
// 城市联盟  { 2  }  的规模系数为 2
// 城市联盟  { 4 5  }  的规模系数为 4
// 城市联盟  { 7  }  的规模系数为 2
// 城市联盟  { 3 6 8  }  的规模系数为 4
// 城市联盟  { 0 9  }  的规模系数为 3
// 并查集如下：
// 9       -1      -1      8       5       -1      8       -1      -1      -1
//
// 第2轮后的关系矩阵如下：
// 0       0       0       0       0       0       0       0       0       1
// 0       0       0       0       0       0       0       0       0       0
// 0       0       0       0       0       0       0       0       0       0
// 0       0       0       0       1       0       1       0       0       0
// 0       0       0       1       0       1       0       0       0       0
// 0       0       0       0       1       0       0       0       0       0
// 0       0       0       1       0       0       0       0       1       0
// 0       0       0       0       0       0       0       0       0       0
// 0       0       0       0       0       0       1       0       0       0
// 1       0       0       0       0       0       0       0       0       0
//
// 规模系数如下：
// 城市联盟  { 1  }  的规模系数为 5
// 城市联盟  { 2  }  的规模系数为 2
// 城市联盟  { 7  }  的规模系数为 2
// 城市联盟  { 3 4 5 6 8  }  的规模系数为 5
// 城市联盟  { 0 9  }  的规模系数为 3
// 并查集如下：
// 9       -1      -1      8       8       8       8       -1      -1      -1
//
// 已经达到稳定