#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <ctime>


using namespace std;


// Функция, которая переводит число из 10чной системы
// счисления в двоичную
string from_decimal_to_binary(int num) {
    // вектор в которую будем записывать результат перевода
    vector<int> result;


    // Пусть дано число в двоичной системе:
    // 21 = 10101 = 1 * 2^4 + 0 * 2^3 + 1 * 2^2 + 0 * 2^1 + 1 * 2^0
    // Преобразуем выражение из правой части(будем просто выносить
    // двойки за скобки, пока можем)

    // = (1 * 2^3 + 0 * 2^2 + 1 * 2^1 + 0) * 2 + 1
    // = (1 * 2^3 + 0 * 2^2 + 1 * 2^1 + 0) * 2 + 1
    // = ((1 * 2^2 + 0 * 2^1 + 1) * 2 + 0) * 2 + 1=
    // = (((1 * 2 + 0) * 2 + 1) * 2 + 0) * 2 + 1

    // Рассмотрим последнюю строку. Если наше число поделить на 2, то остатком как раз будет
    // последняя цифра, а результатом все, что левеее. То есть
    // 10101 // 2 = 1010 (остаток 1) - это и будет первой цифрой. Если продолжить делить дальше
    // то мы сможем получить наше искомое число.
    //
    // Разберем пример для числа 20
    // 20 // 2 = 10 (остаток 0)
    // 10 // 2 = 5 (остаток 0)
    // 5 // 2 = 2 (остаток 1)
    // 2 // 2 = 1 (остаток 0)
    // 1 // 2 = 0 (остаток 1)
    // Теперь запишем наши остатки  СНИЗУ ВВЕРХ 10100 - число которое нам и нужно
    // будем делить число на 2, и остаток добавлять в result
    while (num > 0) {
        // остаток
        int modulo = num % 2;
        // теперь нужно поделить число
        num = num / 2; // запишется целая часть при делениии
        // теперь добавим в строку result наш остаток
        result.push_back(modulo);
    }
    // в примере после деления мы записали наши остатки снизу вверх, но мы сделали наобарот
    // нужно развернуть result

    // строка, в которую запишем двоичное число
    string ans;

    // пройдемся по вектору с конца в начало и если очередная цифра 1, то
    // добавим в конец строки ans символ '1', иначе '0'

    for (int i = result.size() - 1; i >= 0; --i) {
        if (result[i] == 1) {
            ans += '1';
        } else {
            ans += '0';
        }
    }

    return ans;

}


int main() {
    setlocale(LC_ALL, "rus");
    // Выведем приветсвие
    cout << "Добро пожаловать в программу для обучения переводу чисел ";
    cout << "из десятичной системы счисления в двоичную и обратно." << endl;

    // зациклим игру до тех пор, пока пользователь не захочит остановить игру
    bool end_game = false;

    while (!end_game) {

        //Режим игры
        cout << "Выберите режим:" << endl;
        cout << "1: Из десятичной системы счисления в двоичную;" << endl;
        cout << "2: Из двоичной системы счисления в десятичную;" << endl;
        cout << "Введите число (1 или 2): ";
        int game_mode;
        cin >> game_mode;

        // Теперь нам нужно ждать от пользователя корректных значений
        // Если он введет, например, 3, то программа должна потребовать, чтобы
        // пользователь ввел корректное число
        // Для этого воспользуемся циклом while. Пока переменная game_mode не равна либо 1 либо 2
        // мы будем говорить пользователю, что он ввел неверное число, и считываеть заново
        while (game_mode != 1 && game_mode != 2) {
            cout << "Введено не корректное значение." << endl;
            cout << "Повторите ввод: ";
            cin >> game_mode;
        }

        // Теперь, независимо от режима игры, сгенерируем рандомное 10чное число
        // В С++ для этого есть специальные фyнкции rand() и srand()
        // Они находятся в библиoтечном файле cstdlib, поэтому чтобы их применять в программе,
        // необходимо подключить этот библиотечный файл: #include <cstdlib> (вначале файла)
        // Если воспользоваться только функцией rand()  – будем получать одинаковые
        // “случайные числа” от запyска к запуску.
        // Чтобы добиться “настоящей” случайности чисел при повторных запускаx программы,
        // необходимо применить функцию srand() до функции rand(). При этом надо передать ей
        // в виде параметра функцию time() с параметром NULL:   srand(time(NULL));

        srand(time(NULL));

        // rand() возвращает число из очень большого диапазона  –  от 0 дo 32767
        // ограничим его до 1000, взяв остаток от деления полученног означения на 1000
        int decimal_number = rand() % 1000;
        string binary_number = from_decimal_to_binary(decimal_number);

        // Теперь, если у нас  game_mode равен единице,
        // то выведем десятичное число и будем ждать ввода пользователя

        if (game_mode == 1) {
            cout << "Десятичное число: " << decimal_number << endl;
            cout << "Введите двоичное представление числа: ";

            bool stop_ansering = false;

            // Будем считывать ответ пользователя до тех пор пока он не
            // даст верный или не попросит вывести правильный ответ

            // переменная stop_ansering будет сигнализировать о верном ответе или о том
            // что пользователь сдался

            while (!stop_ansering) {
                // считаем пользовательский ввод
                string user_answer;
                cin >> user_answer;

                // если ответ верный присвоим stop_ansering значение true чтобы выйти из цикла
                // иначе спросим у пользователя не хочет ли он получить правильный ответ
                // если он хочет получить правильный ответ выводим его и присваиваем stop_ansering значение
                // true чтобы выйти из цикла
                if (user_answer == binary_number) {
                    cout << "Правильно!" << endl;
                    stop_ansering = true;
                } else {
                    cout << "Неверно!" << endl;
                    cout << "1. Показать ответ" << endl << "2. Повторить ввод" << endl;
                    cout << "Введите число (1 или 2): ";

                    int show_answer_or_not = 2;
                    // так же как и game_mode
                    cin >> show_answer_or_not;
                    while (show_answer_or_not != 1 && show_answer_or_not != 2) {
                        cout << "Введено не корректное значение." << endl;
                        cout << "Повторите ввод: ";
                        cin >> show_answer_or_not;
                    }

                    // Если пользователь решил получить ответ, то выводим его
                    if (show_answer_or_not == 1) {
                        stop_ansering = true;
                        cout << "Правильный ответ: " << binary_number << endl;
                    } else {
                        cout << "Введите двоичное представление числа: ";
                    }
                }
            }
        } else {
            // Теперь, если у нас  game_mode не равен единице,
            // то выведем двоичное число и будем ждать ввода пользователя

            cout << "Двоичное число: " << binary_number << endl;
            cout << "Введите десятичное представление числа: ";

            // проделаем тоже самое, что и выше
            bool stop_ansering = false;

            while (!stop_ansering) {
                int user_answer;
                cin >> user_answer;
                if (user_answer == decimal_number) {
                    cout << "Правильно!" << endl;
                    stop_ansering = true;
                } else {
                    cout << "Неверно!" << endl;
                    cout << "1. Показать ответ" << endl << "2. Повторить ввод" << endl;
                    cout << "Введите число (1 или 2): ";

                    int show_answer_or_not = 2;
                    // так же как и game_mode
                    cin >> show_answer_or_not;
                    while (show_answer_or_not != 1 && show_answer_or_not != 2) {
                        cout << "Введено не корректное значение." << endl;
                        cout << "Повторите ввод: ";
                        cin >> show_answer_or_not;
                    }
                    if (show_answer_or_not == 1) {
                        stop_ansering = true;
                        cout << "Правильный ответ: " << decimal_number << endl;
                    } else {
                        cout << "Введите десятичное представление числа: ";
                    }
                }
            }
        }

        cout << "Хотите продолжить игру?" << endl;
        cout << "1. Да" << endl << "2. Нет" << endl;
        cout << "Введите число (1 или 2): ";
        int stop_game_or_not;
        // так же как и game_mode
        cin >> stop_game_or_not;
        while (stop_game_or_not != 1 && stop_game_or_not != 2) {
            cout << "Введено не корректное значение." << endl;
            cout << "Повторите ввод: ";
            cin >> stop_game_or_not;
        }

        // если пользователь захотел выйти, поменяем значение
        // переменной end_game, чтобы выйти из игрового цикла
        if (stop_game_or_not == 2) {
            end_game = true;
        }
    }
    return 0;
}