import java.awt.*;
import java.util.*;
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.util.Scanner;
import java.io.PrintWriter;
import java.io.IOException;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.Arrays;

public class L3 {

    private static final String ERROR1 = "Последовательность должна состоять более чем из одного элемента. Повторите попытку";
    public static final String ERROR = "Введите имя файла в формате 'name.txt'.";
    public static final String ERROR2 = "Ошибка доступа, повторите попытку.";
    public static final String ENTER_CHOICE = "Последовательность вводится из клавиатуры или из файла? (Key|File)";
    public static final String ERROR0= "Ошибка ввода. Введите 'Key' или 'File'.";
    public static final String W = "Слово '";
    public static final String IN_W = "' встречается в предложении ";
    public static final String COR_SEN= "Множество, состоящее из цифр и знаков арифметических операций введенной последовательности:";
    public static final String FIR_SEN = "Введенная последовательность:";
    public static final String INPUT_NAME = "Введите имя файла в формате 'name.txt'.";
    public static final String RESULT_NAME = "Введите имя файла, в который нужно записать результат.";
    public static final String MAS_F = "Результат записан в указанный файл.";
    public static final String TASK = "Задача: Дана непустая последовательность символов, требуется построить и напечатать множество, элементами которого являются встречающиеся в последовательности знаки арифметических операций и цифры.";

    private static final Set<Character> Numbers = new HashSet<>(Arrays.asList(
            '0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'
    ));

    private static final Set<Character> Symbols = new HashSet<>(Arrays.asList(
            '+','-','*','/','^'
    ));

    private static final Set<Character> Final_Array = new HashSet<>(Arrays.asList());

    private static String EnterChoice() {
        String Choice;
        boolean IsCorrect;
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        System.out.println(ENTER_CHOICE);
        do {
            Choice = scan.nextLine();
            if (Choice.equals("Key") || Choice.equals("File"))
                IsCorrect = false;
            else {
                System.out.println(ERROR0);
                IsCorrect = true;
            }
        }
        while (IsCorrect);
        return Choice;
    }

    static String enterFileName() {
        String NameFile;
        boolean IsCorrect;
        System.out.println(INPUT_NAME);
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        do {
            NameFile = scan.nextLine();
            File SFile = new File(NameFile);
            if (SFile.exists())
                IsCorrect = false;
            else {
                System.out.println(ERROR);
                IsCorrect = true;
            }
        }
        while (IsCorrect);
        return NameFile;
    }

    static String enterSequence(String fileName){
        String sentence = null;
        BufferedReader PReader = null;
        try {
            PReader = new BufferedReader(new FileReader(fileName));
                sentence = PReader.readLine();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println(ERROR2);
        }
        return sentence;
    }

    static boolean checkEmptyFile(int num){
        boolean isCorrect = true;
        if (num == 0){
            System.out.println("Файл пуст. Повторите попытку.");
            isCorrect = false;
        }
        return isCorrect;
    }

    static boolean correctSequence(String sequence, int n ){
        int i = 0;
        boolean isCorrect = true;
        while ((i < n) && (isCorrect == true)){
            if (Symbols.contains(sequence.charAt(i)) || (Numbers.contains(sequence.charAt(i))))
                isCorrect = false;
            i++;
        }
        if (isCorrect == true) {
            System.out.println(ERROR1);
        }
        return isCorrect;
    }

    public static String CorrectSequenceKey (){
        int n;
        String sequence;
        boolean isCorrect;
        final int MIN_NUM = 2;
        System.out.println("Введите последовательность");
        do {
           Scanner scan = new Scanner(System.in);
            sequence = scan.nextLine();
           n = sequence.length();
           if (n < MIN_NUM) {
               System.out.println(ERROR1);
               isCorrect = true;
           }
           else {
               isCorrect = correctSequence(sequence, n);
           }
        }
       while(isCorrect);
       return sequence;
    }

    public static void enterArray(String sequence, int num) {
        int i,
            n = 0;
        for (i = 0; i < num; i++)
            if (Symbols.contains(sequence.charAt(i)) || (Numbers.contains(sequence.charAt(i)))) {
                Final_Array.add(sequence.charAt(i));
                n++;
            }
    }

    public static void outputArray(int n, String sequence){
        int i;
        System.out.println(COR_SEN);
        for(i = 0; i < n; i++)
            if (Final_Array.contains(sequence.charAt(i)))
                System.out.print(sequence.charAt(i) + ", ");
         System.out.println();
    }

    static void writeResultFile( int n, String sequence, String outputFileName){
        try {
            FileWriter WriteF = null;
            File Output = new File(outputFileName);
            WriteF = new FileWriter(Output,true);
            WriteF.write(FIR_SEN + "\n" + sequence + "\n" + COR_SEN + "\n");
            for (int i = 0; i < n; i++)
                if (Final_Array.contains(sequence.charAt(i)))
                    WriteF.append(sequence.charAt(i) +  ", " );
            WriteF.close();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println(ERROR2);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int n = 0, num;
        String choice, sequence, fileName, outputFileName;
        boolean isCorrect = true;
        HashSet<Character> myHashSet = new HashSet<Character>();
        System.out.println(TASK);
        choice = EnterChoice();
        if (choice.equals("Key")){
            sequence = CorrectSequenceKey();
            num = sequence.length();
        }
        else{
            do{
                fileName = enterFileName();
                sequence = enterSequence(fileName);
                num = sequence.length();
                isCorrect = checkEmptyFile(num);
                isCorrect = correctSequence(sequence, num);
            }
            while(isCorrect);
        }
        System.out.println(FIR_SEN + "\n" + sequence);
        enterArray(sequence, num);
        outputArray(num, sequence);
        if (choice.equals("File")){
            System.out.println(RESULT_NAME);
            outputFileName = enterFileName();
            writeResultFile(num, sequence, outputFileName);
            System.out.println(MAS_F);
        }
    }
}