#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;

struct perem //список переменных
{
    char name;
    int value;
    perem* next;
};
perem* list;
class Compile
{
private:
    char name;
    //perem* list;
    bool analyze_ok;
    bool memory_and_initial_ok;
    bool calculate_ok;
    ifstream in();
    bool bukva(char x);
    bool cif(char x);
    bool oper(char x);
    bool empty_list(perem* top);
    void push(perem*& top, char x);
    void show_list(perem* top);
    //void show_list(perem*& top);
    void show_list_and_value(perem* top);
    //void show_list_and_value(perem*& top);
    bool exist(perem* top, char x);
    int convert_int(int* number);
    void find_and_set_value(perem*& top, char x, int* numb);
    //void find_and_set_value(perem* top, char x, int* numb);
    void find_and_set_value1(perem*& top, char x, int numb);
    //void find_and_set_value1(perem* top, char x, int numb);
    int find_and_get_value(perem* top, char x);
    int number(char x);
public:
    Compile();
    void analyze();
    void memory();
    void compile();
    void calculate();
};
int Compile::number(char x)
{
    if (x == '-') return -1;
    if (x == '+') return 1;
    if (x == '0') return 0;
    if (x == '1') return 1;
    if (x == '2') return 2;
    if (x == '3') return 3;
    if (x == '4') return 4;
    if (x == '5') return 5;
    if (x == '6') return 6;
    if (x == '7') return 7;
    if (x == '8') return 8;
    if (x == '9') return 9;
}
bool Compile::bukva(char x) // Является ли символ буквой
{
    if ((x >= 'A' && x <= 'Z') || (x >= 'a' && x <= 'z'))
        return true;
    return false;
}
bool Compile::cif(char x) //Является ли символ цифрой
{
    if ((x == '0') || (x == '1') || (x == '2') || (x == '3') || (x == '4') || (x == '5') || (x == '6') || (x == '7') || (x == '8') || (x == '9'))
        return true;
    return false;
}
bool Compile::oper(char x)
{
    if ((x == '*') || (x == '-') || (x == '+') || (x == '/'))
        return true;
    return false;
}
bool Compile::empty_list(perem* top)
{
    return top == NULL;
}
void Compile::push(perem*& top, char x)
{

    perem* p;
    p = new perem;
    p->name = x;
    p->next = top;
    top = p;
}
void Compile::show_list(perem* top)
{
    perem* p;
    p = top;
    while (p)
    {
        cout << p->name << " ";
        p = p->next;
    }
    cout << endl;
}
void Compile::show_list_and_value (perem* top)
{
    perem* p;
    p = top;
    while (p)
    {
        cout << p->name << " = ";
        cout << p->value << endl;
        p = p->next;
    }
    cout << endl;
}
bool Compile::exist(perem* top, char x)
{
    char prov;
    prov = x;
    perem* p = top;
    while (p)
    {
        if (p->name == prov)
            return true;
        p = p->next;
    }
    return false;
}
int Compile::convert_int(int* number)
{
    int summ;
    summ = number[1] * 10000 + number[2] * 1000 + number[3] * 100 + number[4] * 10 + number[5];
    return summ * number[0];//определяет знак переменной
}
void Compile::find_and_set_value(perem*& top, char x, int*numb)
{
    char prov;
    prov = x;
    perem* p = top;
    while (p)
    {
        if (p->name == prov)
        {
            p->value = convert_int(numb);
        }
        p = p->next;
    }
}
void Compile::find_and_set_value1(perem*& top, char x, int numb)
{
    char prov;
    prov = x;
    perem* p = top;
    while (p)
    {
        if (p->name == prov)
        {
            p->value = numb;
        }
        p = p->next;
    }
}
int Compile::find_and_get_value (perem* top, char x)
{
    char prov;
    prov = x;
    perem* p = top;
    while (p)
    {
        if (p->name == prov)
        {
            return p->value;
        }
        p = p->next;
    }
}
Compile::Compile()
{
}
void Compile::analyze()
{
    char x;
    char a;
    int i = 0;
    int p = 5; //количество знаков
    int pk = 0;//количество знаков на данный момент
    int q = 1;//начальное состояние
    int misstake=0;
    int cifinch = 0;//количество цифр в числе
    ifstream in("code.txt");
    while ((in >> a) && q != 0)
    {
        i++;
        x = a;
        switch (q)
        {
        case 1:
        {
            if (bukva(x))
            {
                q = 2;
                break;
            }
            else { cout << "Ошибка! Имя переменной должно быть буквой! Вместо " << i << " символа ожидалась буква." << endl; misstake++;  break; }
        }
        case 2:
        {
            if (x == ':')
            {
                q = 3; break;
            }
            else { cout << "Синтаксическая ошибка! Вместо " << i << " символа ожидался символ :" << endl; misstake++; ; break; }
        }
        case 3:
        {
            pk = 0;
            if (x == '=')
            {
                q = 4; break;
            }
            else { cout << "Синтаксическая ошибка! Вместо " << i << " символа ожидался символ =" << endl; misstake++; break; }
        }
        case 4:
        {
            if (pk > p)
            {
                cout << "Слишком много операторов в одном выражении. Место ошибки: " << i << " символ. Максимальное количество операторов: " << p << endl;
                q = 0; break;
            }
            cifinch = 0;
            if (bukva(x))
            {
                q = 5; break;
            }
            else if (x == '+' || x == '-')
            {
                q = 7; break;
            }
            else { cout << "Синтаксическая ошибка! Вместо " << i << " символа ожидается переменная или знак +/-" << endl; misstake++; break; }
        }
        case 5:
        {
            if (x == ';')
            {
                q = 6; break;
            }
            else if (oper(x))
            {
                pk++;
                q = 4; break;
            }
            else { cout << "Синтаксическая ошибка! Вместо " << i << " символа ожидается ; для завершения операции, или оператор." << endl; misstake++; break; }
        }
        case 6:
        {
            if (x == ' ')
            {
                q = 1; break;
            }
            else if (bukva(x))
            {
                q = 2; break;
            }
            else { cout << "Синтаксическая ошибка! Вместо " << i << " символа ожидается пробел или переменная." << endl; misstake++; break; }
        }
        case 7:
        {
            if (cif(x) && cifinch < 5)
            {
                cifinch++; q = 7; break;
            }
            else if (!cif(x) && cifinch < 5)
            {
                cout << "Ошибка! Число должно состоять из 5 цифр, введено только " << cifinch << ". Добавьте цифры на место " << i << " символа." << endl;
                misstake++;
                break;
            }
            if (x == ';')
            {
                q = 6; break;
            }
            else if (oper(x))
            {
                pk++;
                q = 4; break;
            }
            else { cout << "Синтаксическая ошибка! Вместо " << i << " символа ожидается ; для завершения операции, или оператор." << endl; misstake++; break; }
        }
        default:break;
        }
    }
    if (misstake > 0)
    {
        analyze_ok = false;
        cout << "Всего в коде найдено " << misstake << " синтаксических(-е)(-ая) ошибок(-ки)(-ка).\n(Перечислены выше)" << endl;
    }
    else
    {
        analyze_ok = true;
        cout << "Код программы соответствует синтаксису языка. Все хорошо." << endl;
    }
    in.close();
}
void Compile::memory()
{
    list = NULL;
    ifstream in("code.txt");
    char a;
    char x;
    int cifinch = 0;
    int q = 1;
    if (analyze_ok)
    {
        memory_and_initial_ok = false;
        while (in >> a)
        {
            x = a;
            switch (q)
            {
            case 1:
            {
                if (bukva(x))
                {
                    push(list, x);
                    q = 2;
                    break;
                }
            }
            case 2:
            {
                if (x == ':')
                {
                    q = 3; break;
                }
            }
            case 3:
            {
                if (x == '=')
                {
                    q = 4; break;
                }
            }
            case 4:
            {
                cifinch = 0;
                if (bukva(x))
                {
                    q = 5; break;
                }
                else if (x == '+' || x == '-')
                {
                    q = 7; break;
                }
            }
            case 5:
            {
                if (x == ';')
                {
                    q = 6; break;
                }
                else if (oper(x))
                {
                    q = 4; break;
                }
            }
            case 6:
            {
                if (x == ' ')
                {
                    q = 1; break;
                }
                else if (bukva(x))
                {
                    push(list, x);
                    q = 2; break;
                }
            }
            case 7:
            {
                if (cif(x) && cifinch < 5)
                {
                    cifinch++; q = 7; break;
                }
                if (x == ';')
                {
                    q = 6; break;
                }
                else if (oper(x))
                {
                    q = 4; break;
                }
            }
            default:break;
            }
        }
        if (!empty_list(list))
        {
            cout << "Выделение памяти прошло успешно." << endl;
            memory_and_initial_ok = true;
            cout << "Список переменных:" << endl;
            show_list(list);
        }
    }
    in.close();
}
void Compile::calculate()
{
    if ((memory_and_initial_ok) && analyze_ok)
    {
        calculate_ok = false;
        char a, x;
        int p = 5; //количество знаков
        int pk = 0;//количество знаков на данный момент
        int q = 1;//начальное состояние
        int misstake = 0;
        int temp_value2;
        char operat = '0';
        char temp_name;//временное имя переменной
        int temp_value1;
        int temp_value[6];
        int cifinch = 0;//количество цифр в числе
        ifstream in("code.txt");
        while (in >> a)
        {
            x = a;
            switch (q)
            {
            case 1:
            {
                if (bukva(x))
                {
                    q = 2;
                    temp_name = x;
                    break;
                }
            }
            case 2:
            {
                if (x == ':')
                {
                    q = 3; break;
                }
            }
            case 3:
            {
                pk = 0;
                if (x == '=')
                {
                    q = 4; break;
                }
            }
            case 4:
            {
                cifinch = 0;
                if (operat != '0')
                {
                    if (pk > 1)
                    {
                        if (bukva(x))
                        {
                            if (exist(list, x))
                            {
                                temp_value2 = find_and_get_value(list, x);
                                if (operat == '*')
                                {
                                    operat = '0';
                                    find_and_set_value1(list, temp_name, find_and_get_value(list, temp_name) * temp_value2);
                                }
                                if (operat == '-')
                                {
                                    operat = '0';
                                    find_and_set_value1(list, temp_name, find_and_get_value(list, temp_name) - temp_value2);
                                }
                                if (operat == '+')
                                {
                                    operat = '0';
                                    find_and_set_value1(list, temp_name, find_and_get_value(list, temp_name) + temp_value2);
                                }
                                if (operat == '/')
                                {
                                    if (temp_value2 == 0)
                                    {
                                        cout << "ОБНАРУЖЕНО ДЕЛЕНИЕ НА НОЛЬ" << endl;
                                        exit(1);
                                    }
                                    operat = '0';
                                    find_and_set_value1(list, temp_name, find_and_get_value(list, temp_name) / temp_value2);
                                }
                            }
                            else
                            {
                                cout << "Переменная " << x << " не инициализирована!" << endl;
                                misstake++;
                            }
                            q = 5; break;
                        }
                        else if (x == '+' || x == '-')
                        {
                            temp_value[0] = number(x);
                            q = 7; break;
                        }
                    }
                    if (bukva(x))
                    {
                        if (exist(list, x))
                        {
                            temp_value2 = find_and_get_value(list, x);
                            if (operat == '*')
                            {
                                operat = '0';
                                find_and_set_value1(list, temp_name, temp_value1 * temp_value2);
                            }
                            if (operat == '-')
                            {
                                operat = '0';
                                find_and_set_value1(list, temp_name, temp_value1 - temp_value2);
                            }
                            if (operat == '+')
                            {
                                operat = '0';
                                find_and_set_value1(list, temp_name, temp_value1 + temp_value2);
                            }
                            if (operat == '/')
                            {
                                if (temp_value2 == 0)
                                {
                                    cout << "ОБНАРУЖЕНО ДЕЛЕНИЕ НА НОЛЬ" << endl;
                                    exit(1);
                                }
                                operat = '0';
                                find_and_set_value1(list, temp_name, temp_value1 / temp_value2);
                            }
                        }
                        else
                        {
                            cout << "Переменная " << x << " не инициализирована!" << endl;
                            misstake++;
                        }
                        q = 5; break;
                    }
                    else
                    {
                        temp_value[0] = number(x);
                        q = 7; break;
                    }
                }
                else if (bukva(x))
                {
                    if (exist(list, x))
                        temp_value1 = find_and_get_value(list, x);
                    else
                    {
                        cout << "Переменная " << x << " не инициализирована!" << endl;
                        misstake++;
                    }
                    q = 5; break;
                }
                else if (x == '+' || x == '-')
                {
                    temp_value[0] = number(x);
                    q = 7; break;
                }
            }
            case 5:
            {
                operat = '0';
                if ((x == ';')&&pk==0)
                {
                    find_and_set_value1(list, temp_name, temp_value1);
                    q = 6; break;
                }
                if (x == ';')
                {
                    q = 6; break;
                }
                else if (oper(x))
                {
                    pk++;
                    if (x == '*')
                    {
                        operat = '*';
                    }
                    if (x == '-')
                    {
                        operat = '-';
                    }
                    if (x == '+')
                    {
                        operat = '+';
                    }
                    if (x == '/')
                    {
                        operat = '/';
                    }
                    q = 4; break;
                }
            }
            case 6:
            {
                //find_and_set_value1(list, temp_name, temp_value1);
                if (x == ' ')
                {
                    q = 1; break;
                }
                else if (bukva(x))
                {
                    temp_name = x;
                    q = 2; break;
                }
            }
            case 7:
            {
                if (pk > 1)
                {
                    if (operat != '0')
                    {

                        temp_value2 = convert_int(temp_value);
                        if (cif(x) && cifinch < 5)
                        {
                            cifinch++;
                            temp_value[cifinch] = number(x);
                            q = 7; break;
                        }
                        if (operat == '*')
                        {
                            operat = '0';
                            find_and_set_value1(list, temp_name, find_and_get_value(list,temp_name) * temp_value2);

                        }
                        if (operat == '-')
                        {
                            operat = '0';
                            find_and_set_value1(list, temp_name, find_and_get_value(list, temp_name) - temp_value2);
                        }
                        if (operat == '+')
                        {
                            operat = '0';
                            find_and_set_value1(list, temp_name, find_and_get_value(list, temp_name) + temp_value2);
                        }
                        if (operat == '/')
                        {
                            if (temp_value2 == 0)
                            {
                                cout << "ОБНАРУЖЕНО ДЕЛЕНИЕ НА НОЛЬ" << endl;
                                exit(1);
                            }
                            operat = '0';
                            find_and_set_value1(list, temp_name, find_and_get_value(list, temp_name) / temp_value2);
                        }
                    }
                    else if (cif(x) && cifinch < 5)
                    {
                        cifinch++;
                        temp_value[cifinch] = number(x);
                        q = 7; break;
                    }
                    if ((x == ';') && pk == 0)
                    {
                        find_and_set_value(list, temp_name, temp_value);
                        q = 6; break;
                    }
                    if (x == ';')
                    {
                        q = 6; break;
                    }
                    if (oper(x))
                    {
                        temp_value1 = convert_int(temp_value);
                        pk++;
                        if (x == '*')
                        {
                            operat = '*';
                        }
                        if (x == '-')
                        {
                            operat = '-';
                        }
                        if (x == '+')
                        {
                            operat = '+';
                        }
                        if (x == '/')
                        {
                            operat = '/';
                        }
                        q = 4; break;
                    }
                }
                if (operat != '0')
                {
                    temp_value2 = convert_int(temp_value);
                    if (cif(x) && cifinch < 5)
                    {
                        cifinch++;
                        temp_value[cifinch] = number(x);
                        q = 7; break;
                    }
                    if (operat == '*')
                    {
                        operat = '0';
                        find_and_set_value1(list, temp_name, temp_value1 * temp_value2);
                        if (pk < 1)
                        {
                            q = 6; break;
                        }
                        else
                        {
                            q = 7;
                        }
                    }
                    if (operat == '-')
                    {
                        operat = '0';
                        find_and_set_value1(list, temp_name, temp_value1 - temp_value2);
                        if (pk < 1)
                        {
                            q = 6; break;
                        }
                        else
                        {
                            q = 7;
                        }
                    }
                    if (operat == '+')
                    {
                        operat = '0';
                        find_and_set_value1(list, temp_name, temp_value1 + temp_value2);
                        if (pk < 1)
                        {
                            q = 6; break;
                        }
                        else
                        {
                            q = 7;
                        }
                    }
                    if (operat == '/')
                    {
                        if (temp_value2 == 0)
                        {
                            cout << "ОБНАРУЖЕНО ДЕЛЕНИЕ НА НОЛЬ" << endl;
                            exit(1);
                        }
                        operat = '0';
                        find_and_set_value1(list, temp_name, temp_value1 / temp_value2);
                        if (pk < 1)
                        {
                            q = 6; break;
                        }
                        else
                        {
                            q = 7;
                        }
                    }

                }
                else if (cif(x) && cifinch < 5)
                {
                    cifinch++;
                    temp_value[cifinch] = number(x);
                    q = 7; break;
                }
                if ((x == ';')&&pk==0)
                {
                    find_and_set_value(list, temp_name, temp_value);
                    q = 6; break;
                }
                if (x == ';')
                {
                    q = 6; break;
                }
                if (oper(x))
                {
                    temp_value1 = convert_int(temp_value);
                    pk++;
                    if (x == '*')
                    {
                        operat = '*';
                    }
                    if (x == '-')
                    {
                        operat = '-';
                    }
                    if (x == '+')
                    {
                        operat = '+';
                    }
                    if (x == '/')
                    {
                        operat = '/';
                    }
                    q = 4; break;
                }
            }
            default:break;
            }
        }
        in.close();
        if (misstake > 0)
        {
            calculate_ok = false;
            cout << "Всего в коде найдено " << misstake << " ошибок вычисления." << endl;
        }
        else
        {
            calculate_ok = true;
            if (!empty_list(list))
            {
                cout << "Вычисления прошли успешно: " << endl;
                calculate_ok = true;
                cout << "Список переменных и соответствующих им значений:" << endl;;
                show_list_and_value(list);
            }
        }
    }
}

void Compile::compile()
{
    this->analyze();
    this->memory();
    this->calculate();
    if (this->analyze_ok && this->memory_and_initial_ok && this->calculate_ok)
    {
        cout << "Компиляция завершена успешно! " << endl;
    }
}

int main()
{
    setlocale(LC_ALL, "ru");
    Compile A;
    A.compile();
    system("pause");
    return 0;
}