#include<iostream>
#include<string>
#include"eyebot++.h"
#include"maze_func.h"
#include"maze_parameter.h"
using namespace std;


/*---检查单元格各方向是否已被到访---*/
bool check_mark()
{ bool check = false;
  int x, y;
  x = rob_x;  //机器人当前x坐标
  y = rob_y;  //机器人当前y坐标
  
  bool N_road = ((wall[x][y+1][0] + 1) % 2 && mark[x][y+1]);
  bool W_road = ((wall[x][y][1] + 1) % 2 && mark[x-1][y]);
  bool S_road = ((wall[x][y][0] + 1) % 2 && mark[x][y-1]);
  bool E_road = ((wall[x+1][y][1] + 1) % 2 && mark[x+1][y]);
  
  if (x>0 && y>0) //情况1
  {
    if (N_road && W_road && S_road && E_road)
    {
      check = true;
    }
  }
  else if (x==0 && y>0)  //情况2
  {
    if (N_road && S_road && E_road)
    {
      check = true;
    }
  }
  else if (x>0 && y==0)  //情况3
  {
    if (N_road && W_road && E_road)
    {
      check = true;
    }
  }
  else  //情况4
  {
    if (N_road && E_road)
    {
      check = true;
    }
  }
  // if (check)
  // {
  //   goto end_explore; 
  // }
  return check;
}

/*---maze_entry函数,用于写入到wall数组中，1：有墙 0：通路---*/
void maze_entry(int x, int y, int dir, int open)
{
  int maze_dir = (dir + 4) % 4;
  
  if (open) //获取到的open信息为是否有路径信息，转换为墙壁信息
  {
    open = 0;
  }
  else
  {
    open = 1;
  }
  
  switch (maze_dir)
  {
    case 0:  //0表示北(上)，表示(x，y+1)坐标单元格的下方墙壁信息
    wall[x][y+1][0] = open;
    break;
    
    case 1:  //1表示西(左)，表示(x，y)坐标单元格的左侧墙壁信息
    wall[x][y][1] = open;
    break;
    
    case 2:  //2表示南(下)，表示(x，y)坐标单元格的下侧墙壁信息
    wall[x][y][0] = open;
    break;
    
    case 3:  //3表示东(右)，表示(x+1，y)坐标单元格的左侧墙壁信息
    wall[x+1][y][1] = open;
    break;
  }
}

/*---X坐标更新---*/
void xneighbor(int x, int dir)
{
  int maze_dir = (dir + 4) % 4;
  switch (maze_dir)
  {
    case 0:
    break;
    
    case 1:
    rob_x = x-1;
    break;
    
    case 2:
    break;
    
    case 3:
    rob_x = x+1;
    break;
  }
}

/*---Y坐标更新---*/
void yneighbor(int y, int dir)
{
  int maze_dir = (dir + 4) % 4;
  switch (maze_dir)
  {
    case 0:
    rob_y = y+1;
    break;
    
    case 1:
    break;
    
    case 2:
    rob_y = y-1;
    break;
    
    case 3:
    break;
  }
}

/*---对PID控制的积分部分I限幅---*/
void eI_xianfu(int eI_max)
{
  if (err_sum >= eI_max)    //如果err_sum大于限幅，则直接让err_sum=限幅，防止err_sum过大，影响PID控制
  {
    err_sum = eI_max;
  }
}

/*---位置式PID算法---*/
void PID_AL()
{
  err_sum += err;   //积分累计误差值
  eI_xianfu(eI_max);   //积分部分限幅
  err_diff = err - err_old;   //微分部分误差值
  /*---打印输出PID控制的各项参数1---*/
    // cout << "本次误差:" << err << "\t" ;
    // cout << "上次误差:" << err_old << "\t" ;
    // cout << "误差累计:" << err_sum << "\t" ;
    // cout << "误差变化:" << err_diff << "\t" ;
  /*---打印结束---*/
  err_old = err;    //将误差幅值到上一次误差
  
  Kpid = Kp*err + Ki*err_sum + Kd*err_diff;   //PID控制算法输出的倍率
  /*---打印输出PID控制的各项参数2---*/
    // cout << "PID输出值:" << Kpid << endl ;
  /*---打印结束---*/
  VWSetSpeed(SPEED,Kpid*Alpha);   //控制小车的行驶速度，角速度
}

/*---PID控制下的直线行驶---*/
void PIDStraight()
{
  int DIST_move;    //定义基础角速度和速度,和移动距离
  int L_PSD, R_PSD, F_PSD;    //定义左侧，右侧，前方的距离值
  int x_1,x_2, y_1,y_2, phi_1,phi_2;    //VWGetPosition的参数定义
  SPEED = 200;
  VWGetPosition(&x_1, &y_1, &phi_1);    //获取机器人在移动前的x,y,phi值
  
  do 
  {
    L_PSD = PSDGet(PSD_LEFT);   //读取左侧和墙壁的距离
    R_PSD = PSDGet(PSD_RIGHT);    //读取右侧和墙壁的距离
    F_PSD = PSDGet(PSD_FRONT);    //读取前方和墙壁的距离
    /*---打印输出PSD数值---*/
      // cout << "PSD值L:" << L_PSD << " R:" << R_PSD << " F:" << F_PSD << "\t" ;
    /*---打印结束---*/

    if (100<L_PSD && L_PSD<180  &&  100<R_PSD && R_PSD<180)   //如果两侧都有墙的情况
    {
      err = L_PSD - R_PSD;
      PID_AL();
    }
    else if (100<L_PSD && L_PSD<180)    //只有左侧有墙的情况
    {
      err = L_PSD - DIST_wall;
      PID_AL();
    }
    else if (100<R_PSD && R_PSD<180)    //只有右侧有墙的情况
    {
      err = DIST_wall - R_PSD;
      PID_AL();
    }
    else
    {
      L_PSD = L_PSD % DIST_cell;
      R_PSD = R_PSD % DIST_cell;
      err = L_PSD - R_PSD;
      PID_AL();
    }
    VWGetPosition(&x_2, &y_2, &phi_2);
    DIST_move = sqrt(pow(x_2-x_1,2) + pow(y_2-y_1,2));
    if (DIST_move > (DIST_cell -50))    //当移动距离只剩下最后的50mm的时候降点速度
    {
      SPEED = SPEED2;
    }
  }while (DIST_move < DIST_cell && F_PSD > DIST_wall);    //当移动到指定距离，或者检测到小车前方的距离小于检测距离的时候，停止运行
}

/*---行驶到指定单元格---*/
void go_to(int dir)
{
  int turn;   //定义转向倍率
  int maze_dir;
  //static int cur_x,cur_y,cur_p;
  
  maze_dir = (dir + 4) % 4;  //保证机器人dir方位在[0-3]之间
  turn = maze_dir - rob_dir;   //旋转角度倍数
  //turn = turn == +3 ? turn = -1 : turn = turn;  三目运算符？能用吗？
  
  if (turn == +3) //确保机器人是旋转90度而不是270度，减少时间
  {
    turn = -1;
  }
  if (turn == -3)
  {
    turn = +1;
  }
  
  if (turn) //如果turn不是0，则执行旋转命令
  {
    VWTurn(turn*90,45);
    VWWait();
  }
  PIDStraight();   //使用PID算法算法，向指定方向直线行驶一格
  VWWait();   //等待下一条指令
  
  rob_dir = maze_dir;  //更新机器人移动到下一格之后的方向
  xneighbor(rob_x,rob_dir); //更新机器人移动到下一格之后的X坐标
  yneighbor(rob_y,rob_dir); //更新机器人移动到下一格之后的y坐标
}

/*---检查该方向是否已被标记---*/
bool unmarked(int x, int y, int dir)
{
  bool check = false;
  int maze_dir = (dir + 4) % 4;
  switch(maze_dir)
  {
    case 0:
    if (mark[x][y+1] == 0)
    {
      check = true;
    }
    break;
    
    case 1:
    if (mark[x-1][y] == 0)
    {
      check = true;
    }
    break;
    
    case 2:
    if (mark[x][y-1] == 0)
    {
      check = true;
    }
    break;
    
    case 3:
    if (mark[x+1][y] == 0)
    {
      check = true;
    }
    break;
  }
  return check;
}

/*---递归函数---*/
void explore()
{
  int F_open,L_open,R_open,old_dir;
  bool check;
  
  mark[rob_x][rob_y] = 1;   //将当前的单元格设置为已到访
  L_open = PSDGet(PSD_LEFT) > DIST_cell;    //获取左侧空间状况
  F_open = PSDGet(PSD_FRONT) > DIST_cell;   //获取前侧空间状况
  R_open = PSDGet(PSD_RIGHT) > DIST_cell;   //获取右侧空间状况
  
  maze_entry(rob_x,rob_y,rob_dir,F_open);   //写入前方墙壁信息
  maze_entry(rob_x,rob_y,rob_dir + 1,L_open);   //写入左侧墙壁信息
  maze_entry(rob_x,rob_y,rob_dir - 1,R_open);   //写入右侧墙壁信息
  check = check_mark();   //检查3个方向是否到访
  if (check)
  {
    goto end_explore; 
  }
  
  old_dir = rob_dir;
  if (F_open && unmarked(rob_x,rob_y,old_dir))  //如果前方有通路且前方单元格未被探索
  {
    go_to(old_dir); //向前移动一格
    explore();  //进行递归，在完成所有可到达单元格的访问前，一直循环在explore中
    go_to(old_dir + 2); //返回到移动前的单元格
  }
  
  if (L_open && unmarked(rob_x,rob_y,old_dir + 1))  //如果左侧有通路且前方单元格未被探索
  {
    go_to(old_dir + 1); //向左移动一格
    explore();  //进行递归，在完成所有可到达单元格的访问前，一直循环在explore中
    go_to(old_dir - 1); //返回到移动前的单元格
  }
  
  if (R_open && unmarked(rob_x,rob_y,old_dir - 1))  //如果右侧有通路且前方单元格未被探索
  {
    go_to(old_dir - 1); //向右移动一格
    explore();  //进行递归，在完成所有可到达单元格的访问前，一直循环在explore中
    go_to(old_dir + 1); //返回到移动前的单元格
  }
  end_explore:  //check_mark函数确认三个方向都被探索的话，直接跳转到此处结束此次循环
  VWWait();
} //递归结束