using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Globalization;
using System.Numerics;
using System.Collections;
using System.IO;

namespace Generator
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            BigInteger p = new BigInteger(5000903);
            BigInteger q = new BigInteger(4900789);
            BigInteger n = p * q;

            BigInteger m = (p - 1) * (q - 1);  // nazywane rowniez d
            BigInteger e; // powinna byc wzglednie pierwsza do d=(p-1)(q-1) - ale pomijamy

            // losowanie e
            do
            {
                e = RandomIntegerBelow(m);
            }
            while (e < 1);

            // ziarno, x0
            BigInteger x0 = RandomIntegerBelow(n); // ziarno

            String generated = "";

            BigInteger x = x0;
            const int range = 20000;
            for (int i = 0; i < range; ++i)
            {
                BigInteger xi = x;
                xi = BigInteger.ModPow(xi, e, n);

                generated += xi & 1;

                x = xi;
            }

            using (StreamWriter outputFile = new StreamWriter("generated.txt"))
            {
                outputFile.Write(generated);
            }

            // Testy
            testPojedynczychBitow(generated);
            testDlugiejSerii(generated);
            testPokerowy(generated);
            testSerii(generated);

        }

        public static BigInteger RandomIntegerBelow(BigInteger N)
        {
            byte[] bytes = N.ToByteArray();
            BigInteger R;

            do
            {
                (new Random()).NextBytes(bytes);
                bytes[bytes.Length - 1] &= (byte)0x7F; //force sign bit to positive
                R = new BigInteger(bytes);
            } while (R >= N);

            return R;
        }

        //

        public static void testPojedynczychBitow(String klucz)
        {
            int wystapienia = 0;

            foreach(char znak in klucz)
            {
                if (znak == '0')
                    wystapienia++;
            }

            if (wystapienia > 9725 && wystapienia < 10275)
                Console.WriteLine("[Test pojedynczych bitow] Pozytywny");
            else
                Console.WriteLine("[Test pojedynczych bitow] Negatywny");
        }

        public static void testDlugiejSerii(String klucz)
        {
            int zera = 0;
            int jedynki = 0;


            foreach (char znak in klucz)
            {
                if (znak == '0')
                {
                    zera++;
                    jedynki = 0;
                }
                else
                {
                    zera = 0;
                    jedynki++;
                }
            }

            if (zera < 26 && jedynki < 26)
                Console.WriteLine("[Test dlugiej serii] Pozytywny");
            else
                Console.WriteLine("[Test dlugiej serii] Negatywny");
        }

        public static void testPokerowy(String klucz)
        {
            int blok = 4;
            var ciagi = new Dictionary<String, int>();

            for (int i = 0; i < klucz.Length; i += blok)
            {
                String ciag = "";

                for(int j = 0; j < blok; ++j)
                {
                    ciag += klucz[i + j];
                }

                try
                {
                    ciagi[ciag]++;
                }
                catch (KeyNotFoundException)
                {
                    ciagi[ciag] = 1;
                }
            }

            Console.WriteLine("[Test Pokerowy " + blok + " segmentowy] Wyniki:");
            /*
            foreach (var ciag in ciagi)
            {
                Console.WriteLine(ciag.Key + ": " + ciag.Value);
            }
            */

            double suma = 0;
            foreach (var ciag in ciagi)
            {
                suma += Math.Pow(ciag.Value, 2);
            }

            double x = 16.0 / 5000.0 * suma - 5000.0;

            Console.WriteLine("Wynik testu pokerowego: " + x);
            if (x > 2.16 && x < 46.17)
            {
                Console.WriteLine("Test pozytywny");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("Test negatywny");
            }
        }

        public static void testSerii(String klucz)
        {
            var serie = new Dictionary<int, int>();

            int zera = 0;

            foreach (char znak in klucz)
            {
                if (znak == '0')
                {
                    zera++;
                }
                else if(zera > 0)
                {
                    try
                    {
                        serie[zera]++;
                    }
                    catch (KeyNotFoundException)
                    {
                        serie[zera] = 1;
                    }

                    zera = 0;
                }
            }

            Console.WriteLine("[Test Serii] Wyniki:");
            foreach (var seria in serie)
            {
                Console.Write(seria.Key + ": " + seria.Value + " ");

                if (seriaPrzedzialy(seria.Key, seria.Value))
                    Console.Write("Pozytywny");
                else
                    Console.Write("Negatywny");

                Console.WriteLine();
            }
        }

        public static bool seriaPrzedzialy(int i, int j)
        {
            switch (i)
            {
                case 1:
                    return j > 2315 && j < 2685;
                case 2:
                    return j > 1114 && j < 1386;
                case 3:
                    return j > 527 && j < 723;
                case 4:
                    return j > 240 && j < 384;
                case 5:
                    return j > 103 && j < 209;
                default:
                    return j > 103 && j < 209;
            }
        }
    }
}