from random import randint
from functools import partial
from collections import Counter
from itertools import cycle
from typing import Iterable

# única función random que se permite usar
rand5 = partial(randint, 1, 5)

# yapf: disable
# matriz de conversión
conv = [
    [1, 2, 3, 4, 5],
    [6, 7, 1, 2, 3],
    [4, 5, 6, 7, 1],
    [2, 3, 4, 5, 6],
    [7, 0, 0, 0, 0]
]
# yapf: enable


def rand7() -> int:
    """
    Generador aleatorio de números en rango [1,7]
    a partir de randint(1,5)
    """

    res = 0
    while not res:

        # tomamos dos números aleatorios en el rango [1,5]
        (a, b) = (rand5(), rand5())

        # buscamos su correspondencia en el rango [1,7]
        res = conv[a - 1][b - 1]

    return res


def rand7_gen() -> Iterable[int]:
    """
    Generador aleatorio de números en rango [1,7]
    a partir de randint(1,5). Versión optimizada.
    """

    cycle7 = cycle((i, j) for i in range(1, 8) for j in range(1, 8))
    conv = [[[next(cycle7) for i in range(5)] for j in range(5)]
            for k in range(5)]

    while True:

        # tomamos tres números aleatorios en el rango [0,4]
        (a, b, c) = (rand5() - 1, rand5() - 1, rand5() - 1)
        num = a * 5**2 + b * 5 + c

        if num < 2 * 7**2:
            (r, s) = conv[a][b][c]
            yield r
            yield s


def test_rand(r, *, N=70000):
    media = N / 7
    frecuencias = Counter(r() for _ in range(N))

    print(frecuencias)
    print(", ".join(f"{(v - media) / media :.2%}"
                    for v in frecuencias.values()))


if __name__ == "__main__":
    print("Randin(1,7) nativo")
    test_rand(partial(randint, 1, 7))

    print("Randin(1,7) generado")
    test_rand(rand7)

    print("Randin(1,7) generado2")
    r = rand7_gen()
    test_rand(partial(next, r))

    print("Randin(1,7) generado2")
    r = rand7_gen()
    test_rand(partial(next, r), N=140000)