#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <Windows.h>
#include <cstdio>
#include <time.h>
using namespace std;

const int length = 32;
const char universum[] = "АБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ";
char stringA[length];
char stringB[length];
char stringC[length];
char stringD[length];
bool vectorA[length], vectorB[length], vectorC[length], vectorD[length], vectorF[length];
double firstTimePoint, lastTimePoint, totalTime = 0;
const char filename[] = "output.txt";
const int testAmount = 10;



void setupConsole()
{
	setlocale(LC_ALL, "Russian");
	SetConsoleOutputCP(1251);
	SetConsoleCP(1251);
}

void outputGreeting()
{
	cout << "Программа рассчитывает значение множества F согласно следующим законам - " << endl;
	cout << "F = A - (B v C v D), что равносильно F = A - B - C - D." << endl;
	cout << "Универсум: " << universum << endl;
}

void input()
{
	cout << endl;
	cout << "Введите множество A: ";
	cin >> stringA;
	cout << "Введите множество B: ";
	cin >> stringB;
	cout << "Введите множество C: ";
	cin >> stringC;
	cout << "Введите множество D: ";
	cin >> stringD;

	cout << endl;
}

int memberToIndex(char member)
{
	return member - 'А';
}

char indexToMember(int number)
{
	return number + 'А';
}

void vectorFromString(bool*vector, const char string[])
{
	for (int i = 0; string[i]; i++)
		vector[memberToIndex(string[i])] = 1;
};

void convertSets()
{
	vectorFromString(vectorA, stringA);
	vectorFromString(vectorB, stringB);
	vectorFromString(vectorC, stringC);
	vectorFromString(vectorD, stringD);
}

void calculateAnswer()
{
	for (int i = 0; i < length; i++)
		vectorF[i] = (vectorA[i] && !vectorB[i] && !vectorC[i] && !vectorD[i]);
}

void outputSetToConsole(bool(&vector)[length])
{
	for (int i = 0; i < length; ++i)
		if (vector[i])
			cout << indexToMember(i);
}

void outputSetToFile(bool(&vector)[length], ofstream& output)
{
	for (int i = 0; i < length; ++i)
		if (vector[i])
			output << indexToMember(i);
}

void executeTask()
{
	convertSets();
	calculateAnswer();
}

void outputAnswer()
{
	cout << "Ответ: F = ";
	outputSetToConsole(vectorF);
	cout << endl;
}

int factorial(int number)
{
	int factorial = 1;
	for (int i = 1; i <= number; i++)
		factorial *= number;
	return factorial;
}

bool randomBool()
{
	return rand() % 2;
}

void fillVectors()
{
	for (int i = 0; i < length; i++)
	{
		vectorA[i] = randomBool();
		vectorB[i] = randomBool();
		vectorC[i] = randomBool();
		vectorD[i] = randomBool();
	}
}

void clearAnswerVector()
{
	for (int i = 0; i < length; i++)
		vectorF[i] = 0;
}

void executeTest()
{
	ofstream output;
	output.open(filename);
	for (int i = 0; i < testAmount; i++)
	{
		fillVectors();
		clearAnswerVector();
		output << "Множество A: ";
		outputSetToFile(vectorA, output);
		output << endl;
		output << "Множество B: ";
		outputSetToFile(vectorB, output);
		output << endl;
		output << "Множество C: ";
		outputSetToFile(vectorC, output);
		output << endl;
		output << "Множество D: ";
		outputSetToFile(vectorD, output);
		output << endl;
		firstTimePoint = clock();
		calculateAnswer();
		lastTimePoint = clock();
		totalTime += lastTimePoint - firstTimePoint;
		output << "Ответ: F = ";
		outputSetToFile(vectorF, output);
		output << endl;
		output << '*' << endl;
	}
	output.close();
}

void outputTestInfo()
{
	cout << endl;
	cout << "- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -" << endl;
	cout << "Из 33 символов может быть составлено " << factorial(length) << " перестановок" << endl;
	cout << "Программой будут рассмотрены лишь " << testAmount << " случайных комбинаций" << endl;
	cout << "Отчеты будут выведены в файл output.txt" << endl;
	cout << "На выполнение алгоритма уходит " << totalTime / 1000 << " секунд." << endl;
}

int main()
{
	setupConsole();
	outputGreeting();
	input();
	executeTask();
	outputAnswer();
	executeTest();
	outputTestInfo();
}