''' - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Lista 1   :   Zadanie 1  - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - '''

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import scipy.io

u1 = []
y1 = []
u2 = []
y2 = []
u3 = []
y3 = []


' - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ' #wpisywanie danych do tablic


file = scipy.io.loadmat('zadanie_1i2_zbior_1.mat')
data = file['dane1']

for x in data:
    i = 0
    u1.append(x[i])
    y1.append(x[i+1])

file = scipy.io.loadmat('zadanie_1i2_zbior_2.mat')
data = file['dane2']

for x in data:
    i = 0
    u2.append(x[i])
    y2.append(x[i+1])

file = scipy.io.loadmat('zadanie_1i2_zbior_3.mat')
data = file['dane3']

for x in data:
    i = 0
    u3.append(x[i])
    y3.append(x[i+1])


' - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ' #wyświetlanie


print("\nDane z pierwszego pliku  : \n")
for i in range(0,len(u1)):
    print(u1[i],y1[i])
print("\nDane z drugiego pliku  : \n")
for i in range(0,len(u2)):
    print(u2[i],y2[i])
print("\nDane z trzeciego pliku  : \n")
for i in range(0, len(u3)):
    print(u3[i], y3[i])


' - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ' #zastosowanie algorytmu - - - pierwszy model


def tetaf1(y,u):
    suma1=0
    suma2=0
    for i in range(len(y)):
        suma1+=(int(y[i])*int(u[i]))
        suma2+=(u[i]**2)
    return suma1/suma2

teta11 = tetaf1(y1,u1)
teta12 = tetaf1(y2,u2)
teta13 = tetaf1(y3,u3)

def model(teta,u):
    return teta*u

values1 = []
values2 = []
values3 = []

for i in range(len(u1)):
    values1.append(model(teta11,u1[i]))
for i in range(len(u2)):
    values2.append(model(teta12, u2[i]))
for i in range(len(u3)):
    values3.append(model(teta13, u3[i]))


' - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ' #zastosowanie algorytmu - - - drugi model


def teta0(u, y):
    return np.average(y) - teta1(u, y) * np.average(u)


def teta1(u, y):
    theta_licznik = 0
    theta_mianownik = 0
    for i in range(len(u)):
        theta_licznik += int(y[i]) * int(u[i]) - int(np.average(y)) * int(np.average(u))
        theta_mianownik += u[i] ** 2 - np.average(u) ** 2
    theta = ((1 / len(u)) * theta_licznik) / ((1 / len(u)) * theta_mianownik)
    return theta

teta21 = teta1(u1,y1)
teta22 = teta1(u2,y2)
teta23 = teta1(u3,y3)

teta31 = teta0(u1,y1)
teta32 = teta0(u2,y2)
teta33 = teta0(u3,y3)

def model2(teta1,teta0,u):
    return teta1*u + teta0

values4 = []
values5 = []
values6 = []

for i in range(len(u1)):
    values4.append(model2(teta21,teta31, u1[i]))
for i in range(len(u2)):
    values5.append(model2(teta22,teta32, u2[i]))
for i in range(len(u3)):
    values6.append(model2(teta23,teta33, u3[i]))

' - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ' #rysowanie


print('\nDla modelu  ..  |   y = teta*u\n')                                                                             #pierwszy model
print('Teta1 =',teta11,'\nTeta2 =',teta12,'\nTeta3 =',teta13)

plt.figure()
plt.plot(u1,values1,c='r')
plt.title('Dane 1 - pierwszy model')
plt.scatter(u1,y1)
plt.ylabel('Zapamiętana ilość ')
plt.xlabel('Czas przed telewizorem')

plt.figure()
plt.plot(u2,values2,c='y')
plt.title('Dane 2 - pierwszy model')
plt.scatter(u2,y2)
plt.ylabel('Lata edukacji ')
plt.xlabel('Ilość spędzonych przy komputerze godzin dziennie')

plt.figure()
plt.plot(u3,values3,c='g')
plt.title('Dane 3 - pierwszy model')
plt.scatter(u3,y3)
plt.ylabel('Cena za metr kwadratowy ')
plt.xlabel('Liczba wolnych powierzchni biurowych (%)')

print('\nDla modelu  ..  |   y = teta1*u - teta0\n')                                                                    #drugi model
print('1.\nTeta0 =',teta31,'\nTeta1 =',teta21,'\n2.\nTeta0 =',teta32)
print('Teta1 =',teta22,'\n3.\nTeta0=',teta33,'\nTeta1 =',teta23)

plt.figure()
plt.plot(u1,values4,c='r')
plt.title('Dane 1 - drugi model')
plt.scatter(u1,y1)
plt.ylabel('Zapamiętana ilość ')
plt.xlabel('Czas przed telewizorem')

plt.figure()
plt.plot(u2,values5,c='y')
plt.title('Dane 2 - drugi model')
plt.scatter(u2,y2)
plt.ylabel('Lata edukacji ')
plt.xlabel('Ilość spędzonych przy komputerze godzin dziennie')

plt.figure()
plt.plot(u3,values6,c='g')
plt.title('Dane 3 - drugi model')
plt.scatter(u3,y3)
plt.ylabel('Cena za metr kwadratowy ')
plt.xlabel('Liczba wolnych powierzchni biurowych (%)')

plt.show()