<?php

namespace App\Console\Commands;

use Illuminate\Console\Attributes\Description;
use Illuminate\Console\Attributes\Signature;
use Illuminate\Console\Command;

#[Signature('app:test-fhr-sort')]
#[Description('Написать сортировку для массива числовых данных от 200 тысяч элементов')]
class TestFHRSort extends Command
{
    /**
     * Execute the console command.
     */
    public function handle()
    {
        $this->info('Starting the sort test...');

        $count = 200000;
        $this->comment("Generating an array of $count random numbers...");

        $array = [];
        for ($i = 0; $i < $count; $i++) {
            $array[] = rand(-200000, $count);
        }

        $memoryBefore = memory_get_usage();
        $timeBefore = microtime(true);

        $this->comment('Before sorting:');
        $this->comment('Memory usage: ' . round($memoryBefore / 1024 / 1024, 2) . ' MB');

        $this->info('Sorting the array using manual Quicksort implementation...');

        $this->quickSort($array, 0, count($array) - 1);

        $timeAfter = microtime(true);
        $memoryAfter = memory_get_usage();

        $this->comment('After sorting:');
        $this->comment('Memory usage: ' . round($memoryAfter / 1024 / 1024, 2) . ' MB');
        $this->comment('Memory increase: ' . round(($memoryAfter - $memoryBefore) / 1024, 2) . ' KB');
        $this->comment('Time taken: ' . round($timeAfter - $timeBefore, 4) . ' seconds');

        $this->line('');
        $this->info('First 12 elements:');
        $this->line(implode(', ', array_slice($array, 0, 12)));

        $this->info('Last 12 elements:');
        $this->line(implode(', ', array_slice($array, -12)));

        $this->info('Sort test finished.');
    }

    /**
     * Реализация алгоритма Быстрой сортировки (Quicksort) "на месте".
     * @param array $arr Сортируемый массив (передается по ссылке).
     * @param int $low Индекс начала подмассива.
     * @param int $high Индекс конца подмассива.
     */
    private function quickSort(array &$arr, int $low, int $high): void
    {
        if ($low < $high) {
            // pi - это индекс опорного элемента, arr[pi] теперь на своем месте.
            $pi = $this->partition($arr, $low, $high);

            // Рекурсивно сортируем элементы до и после опорного.
            $this->quickSort($arr, $low, $pi - 1);
            $this->quickSort($arr, $pi + 1, $high);
        }
    }

    /**
     * Вспомогательная функция для quickSort.
     * Разделяет массив на две части относительно опорного элемента.
     * @param array $arr
     * @param int $low
     * @param int $high
     * @return int Индекс, на котором теперь стоит опорный элемент.
     */
    private function partition(array &$arr, int $low, int $high): int
    {
        // В качестве опорного элемента (pivot) берем последний элемент.
        $pivot = $arr[$high];
        
        // i - индекс меньшего элемента.
        $i = ($low - 1);

        for ($j = $low; $j <= $high - 1; $j++) {
            // Если текущий элемент меньше или равен опорному.
            if ($arr[$j] <= $pivot) {
                $i++; // Увеличиваем индекс меньшего элемента.
                
                // Меняем местами arr[i] и arr[j].
                $temp = $arr[$i];
                $arr[$i] = $arr[$j];
                $arr[$j] = $temp;
            }
        }
        
        // Ставим опорный элемент на его правильную позицию,
        // меняя местами arr[i+1] и arr[high] (опорный элемент).
        $temp = $arr[$i + 1];
        $arr[$i + 1] = $arr[$high];
        $arr[$high] = $temp;
        
        return ($i + 1);
    }
}