import java.io.*;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Scanner;
import java.util.HashSet;

public class Main {
    private static final Scanner scanner = new Scanner(System.in);

    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Character>[] sets, resultSets;

        outputTask();
        sets = choiceOfInput();
        resultSets = calculateSet(sets);
        outputAnswer(resultSets);
    }
    public static void outputTask() {
        System.out.println("Данная программа формирует множество Y={X1 * X2* X3} и выделяет из него подмножество Y1, которое представляет все цифры,входящие в Y. Например, дано X1={‘s’, ‘v’, ‘e’, ‘t’, ‘a’,’ ‘2’}; X2={‘*’, ’-‘, ‘*’, ‘-‘}; X3={‘1’, ‘4’, ‘7’, ‘a’, ‘b’, ‘c’}.");
    }
    public static HashSet<Character>[] choiceOfInput() {
        int choice;
        boolean isNotCorrect;
        HashSet<Character>[] sets;

        choice = -1;
        do {
            isNotCorrect = false;
            System.out.println("Выберите, откуда вводить данные. Введите 0, если с консоли; 1, если с файла");
            try {
                choice = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
            } catch (NumberFormatException exception) {
                isNotCorrect = true;
            }
            if (isNotCorrect || ((choice != 0) && (choice != 1))) {
                isNotCorrect = true;
                System.err.println("Неверный ввод данных!");
            }
        } while (isNotCorrect);

        if (choice == 0) {
            sets = inputFromConsole();
        }
        else {
            sets = inputFromFile();
        }

        return sets;
    }
    public static String getExtension(String path) {
        int pos = path.lastIndexOf('.');
        if (pos <= 0) {
            return "";
        }
        return path.substring(pos + 1);
    }
    public static String choicePath() {
        String path;
        boolean isIncorrect;

        do {
            isIncorrect = false;
            System.out.println("Введите путь к файлу: ");
            path = scanner.nextLine();

            File file = new File(path);
            if (!file.exists()) {
                System.out.println("По указанном пути файл не найден.");
                isIncorrect = true;
            } else if (!getExtension(path).equals("txt")) {
                System.err.println("Ошибка, неправильный тип файла!");
                isIncorrect = true;
            }
        } while (isIncorrect);
        return path;

    }
    public static HashSet<Character>[] inputFromFile() {
        String path;
        String stringOfElements;
        HashSet<Character> charSet;
        HashSet<Character>[] sets;
        sets = new HashSet[3];

        System.out.println("При вводе из файла учтите, что в файле элементы множества должны быть записаны в строку без пробелов.");
        path = choicePath();
        for(int i = 0; i < 3; i++) {
            stringOfElements = inputStringFromFile(path, i);
            charSet = convertToSet(stringOfElements, i);
            sets[i] = charSet;

        }


        return sets;

    }
    public static String inputStringFromFile(String path, int num) {
        boolean isNotCorrect;
        String str;

        str = "";
        isNotCorrect = false;

        System.out.println("Считывание элементов множества" + (num+1) + "...");
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(path))) {
            for(int i = 0; i < num; i++) {
                str = reader.readLine();
            }
            str = reader.readLine();
        } catch (IOException ioException) {
            isNotCorrect = true;
        }
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            if (str.charAt(i) == ' ' && !isNotCorrect) {
                isNotCorrect = true;
            }
        }
        if (str.isEmpty() || isNotCorrect) {
            System.out.println("Ошибка ввода! Множество должно иметь минимум 1 символ и не должно иметь пробелы! Введите элементы множества " + (num+1) + " с клавиатуры.");
            str = inputStringFromConsole(num);
        }
        return str;
    }
    public static String inputStringFromConsole(int num) {
        String str;
        boolean isNotCorrect;

        do {
            isNotCorrect = false;
            System.out.println("Введите элементы множества " + (num + 1) + " в строку без пробелов: ");
            str = scanner.nextLine();
            for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
                if ((str.charAt(i) == ' ') && !isNotCorrect) {
                    isNotCorrect = true;
                }
            }
            if (str.isEmpty() || isNotCorrect) {
                System.out.println("Ошибка ввода! Множество должно иметь хотя бы 1 элемент и не иметь пробелы! Повторите попытку.");
                isNotCorrect = true;
            }
        } while(isNotCorrect);

        return str;

    }
    public static HashSet<Character> convertToSet(String str, int num) {
        HashSet<Character> charSet = new HashSet<>();

        for (char elem : str.toCharArray()) {
            charSet.add(elem);
        }

        outputSet(charSet, num);

        return charSet;
    }
    public static void outputSet(HashSet<Character> charSet, int num) {
        System.out.println("Полученное множество " + (num + 1) + ": ");
        for (char elem : charSet) {
            System.out.print(elem + " ");
        }
        System.out.println();
    }
    public static HashSet<Character>[] inputFromConsole() {
        HashSet<Character> charSet;
        String str;
        HashSet<Character>[] sets;
        sets = new HashSet[3];

        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            str = inputStringFromConsole(i);
            charSet = convertToSet(str, i);
            sets[i] = charSet;
        }


        return sets;
    }
    public static HashSet<Character>[] calculateSet(HashSet<Character>[] sets) {
        HashSet<Character> symbolsSet = new HashSet<>();
        HashSet<Character>[] resultSets;
        resultSets = new HashSet[2];
        resultSets[0] = new HashSet<Character>();
        resultSets[1] = new HashSet<Character>();

        for (char c = '0'; c <= '9'; c++) {
            symbolsSet.add(c);
        }

        resultSets[0] = sets[0];
        resultSets[0].retainAll(sets[1]);
        resultSets[0].retainAll(sets[2]);

        resultSets[1] = symbolsSet;
        resultSets[1].retainAll(resultSets[0]);

        return resultSets;
    }
    public static void outputAnswer(HashSet<Character>[] sets) {
        String path;
        boolean isIncorrect;

        System.out.println("Множество Y = X1 * X2 + X3 = ");
        for(char elem : sets[0]) {
            System.out.print(elem + " ");
        }

        if (sets[1].size() == 0) {
            System.out.println("\nЦифры не были встречены в подмножестве Y1! ");
        }
        else {
            System.out.println("\nЦифры в множестве Y1:");
            for (char elem : sets[1]) {
                System.out.print(elem + " ");
            }
            System.out.println();
        }


        path = outputPath();
        do {
            isIncorrect = false;
            try (FileWriter writer = new FileWriter(path, true)) {
                writer.write("Множество Y = X1 * X2 + X3 = ");
                for(char elem : sets[0]) {
                    writer.write(elem + " ");
                }

                if (sets[1].size() == 0) {
                    writer.write("\nЦифры не были встречены в подмножестве Y1! ");
                }
                else {
                    writer.write("\nЦифры в множестве Y1:");
                    for (char elem : sets[1]) {
                        writer.write(elem + " ");
                    }
                }
            } catch (IOException ioException) {
                System.err.println("Ошибка при записи в файл");
                isIncorrect = true;
            }
        } while (isIncorrect);
        System.out.println("Данные записаны в файл.");
    }
    public static String outputPath() {
        String path;
        boolean isIncorrect;

        do {
            isIncorrect = false;
            System.out.println("Введите путь к файлу для вывода: ");
            System.out.println();
            path = scanner.nextLine();

            File file = new File(path);
            if (!file.exists()) {
                System.out.println("По указанном пути файл не найден.");
                isIncorrect = true;
            } else if (!getExtension(path).equals("txt")) {
                System.err.println("Ошибка, неправильный тип файла!");
                isIncorrect = true;
            }
        } while (isIncorrect);
        return path;
    }

}