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package analise.redes.sociais;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.Formatter;
import java.util.Scanner;
import org.la4j.Matrix;
import org.la4j.decomposition.EigenDecompositor;
import org.la4j.matrix.dense.Basic2DMatrix;

public class ANALISEREDESSOCIAIS {

    private final static String SEPARADOR_DADOS_FICH = ",";

    private static final Scanner input = new Scanner(System.in);
    private static final Formatter output = new Formatter(System.out);

    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        //Contagem do número de elementos
        int nElems = contagemEntidades();
        //Criação da Matriz de Adjacência
        double matrizAdjacencia[][] = new double[nElems][nElems];
        //Criação do vetor de Id's
        String vetorIds[] = new String[nElems];
        double valoresProprios[] = new double[nElems];
        double vetorProprio[] = new double[nElems];

        int op;
        do {
            op = menu();
            switch (op) {
                case 1:
                    System.out.println("");
                    preenchimentoVetorIds(vetorIds);
                    preenchimentoMatrizAdjacencia(matrizAdjacencia, vetorIds);
                    break;
                case 2:
                    System.out.println("");
                    impressaoMatrizAdjacencia(matrizAdjacencia, nElems);
                    System.out.println("");
                    break;
                case 3:
                    System.out.println("");
                    System.out.println("Digite o id do nó em questão:");
                    String id = input.nextLine();
                    System.out.println("");
                    int indice = indiceDoIdDoNo(vetorIds, id);
                    int grau = calculoDoGrauDeUmNo(indice, nElems, matrizAdjacencia);
                    System.out.println("O nó inserido tem grau " + grau);
                    System.out.println("");
                    break;
                case 4:
                    System.out.println("");
                    obterValoresProprios(matrizAdjacencia, nElems, valoresProprios, vetorProprio);
                    System.out.println("A centralidade tem valor " + descobrirCentralidadeVetor(vetorProprio));
                    System.out.println("");
                    break;
                case 5:
                    System.out.println("");
                    System.out.println("O grau médio é " + grauMedio(nElems, matrizAdjacencia));
                    System.out.println("");
                    break;
                case 6:
                    System.out.println("");
                    float densidade = densidadeRede(nElems, matrizAdjacencia);
                    System.out.println("A densidade da rede tem valor " + densidade);
                    System.out.println("");
                    break;
                case 7:
                    System.out.println("");
                    int comprimento = pedirComprimento();
                    System.out.print("Deseja saber quantas ligações de comprimento " + comprimento + " existem entre que nós? (Digite os seus Id's)");
                    System.out.println("");
                    System.out.print("1º Nó: ");
                    String no1 = input.nextLine();
                    System.out.print("2º Nó: ");
                    String no2 = input.nextLine();
                    System.out.println("");
                    break;
                case 0:
                    System.out.println("");
                    System.out.println("Já fez todas as gravações necessárias? Confirma terminar (s/n)?");
                    char resp = (input.next()).charAt(0);
                    if ((resp != 's') && (resp != 'S')) {
                        op = 1;
                    }
                    break;
                default:
                    System.out.println("");
                    System.out.println("Opção incorreta. Repita");
                    System.out.println("");
                    break;
            }
        } while (op != 0);

    }

    public static int menu() {
        int op;
        String menu = " MENU:"
                + "\n"
                + "\n 1 - Carregar informação dos ficheiros de entrada"
                + "\n 2 - Impressão da matriz de adjacências (com relações)"
                + "\n 3 - Cálculo do grau de 1 nó"
                + "\n 4 - Centralidade do vetor próprio"
                + "\n 5 - Cálculo do grau médio"
                + "\n 6 - Cálculo da densidade da rede"
                + "\n 7 - Cálculo de uma potência da matriz de adjacências"
                + "\n 0 - Terminar"
                + "\n"
                + "\n Digite a sua opção: ";
        output.format("%s", menu);
        op = input.nextInt();
        input.nextLine();
        return op;
    }

    public static int contagemEntidades() throws FileNotFoundException {
        int contagem = 0;
        Scanner inputFile = new Scanner(new File("rs_media_nos.csv"));
        while (inputFile.hasNextLine()) {
            String linha = inputFile.nextLine();
            if ((linha.trim()).length() > 0) {
                contagem = contagem + 1;
            }
        }
        return (contagem - 1);
    }

    public static void preenchimentoVetorIds(String vetorIds[]) throws FileNotFoundException {
        Scanner inputFile = new Scanner(new File("rs_media_nos.csv"));
        int i = 0;
        inputFile.nextLine();
        while (inputFile.hasNextLine()) {
            String linha = inputFile.nextLine();
            if (linha.trim().length() > 0) {
                String[] temp = linha.split(SEPARADOR_DADOS_FICH);
                vetorIds[i] = temp[0];
                i++;
            }
        }
    }

    public static void impressaoMatrizAdjacencia(double matrizAdjacencia[][], int nElems) {
        for (int i = 0; i < nElems; i++) {
            for (int j = 0; j < nElems; j++) {
                output.format("%5s", matrizAdjacencia[i][j]);
            }
            output.format("%n%n", "");
        }
    }

    public static int procurarPosicaoVetor(String vetor[], String elemento) {
        for (int i = 0; i < vetor.length; i++) {
            if (elemento.equals(vetor[i])) {
                return i;
            }
        }
        return 0;
    }

    public static void preenchimentoMatrizAdjacencia(double matrizAdjacencia[][], String vetorIds[]) throws FileNotFoundException {
        Scanner inputFile = new Scanner(new File("rs_media_ramos.csv"));
        int pos1, pos2;
        inputFile.nextLine();
        while (inputFile.hasNextLine()) {
            String linha = inputFile.nextLine();
            if (linha.trim().length() > 0) {
                String[] temp = linha.split(SEPARADOR_DADOS_FICH);
                pos1 = procurarPosicaoVetor(vetorIds, temp[0].trim());
                pos2 = procurarPosicaoVetor(vetorIds, temp[1].trim());
                if (!(pos1 == pos2)) {
                    matrizAdjacencia[pos1][pos2] = 1;
                    matrizAdjacencia[pos2][pos1] = 1;
                }
            }
        }
    }

    public static int indiceDoIdDoNo(String vetorIds[], String no) {
        for (int i = 0; i < vetorIds.length; i++) {
            if (vetorIds[i].equals(no)) {
                return i;
            }
        }
        return 0;
    }

    public static int calculoDoGrauDeUmNo(int no, int nElems, double matrizAdjacencia[][]) {
        int grau = 0;
        for (int i = 0; i < nElems; i++) {
            if (matrizAdjacencia[no][i] != 0) {
                grau = grau + 1;
            }
        }
        return grau;
    }

    public static void obterValoresProprios(double matrizAdjacencia[][], int nElems, double valoresProprios[], double vetorProprio[]) {
        Matrix a = new Basic2DMatrix(matrizAdjacencia);
        EigenDecompositor eigenD = new EigenDecompositor(a);
        Matrix[] mattD = eigenD.decompose();
        double matA[][] = mattD[0].toDenseMatrix().toArray();
        double matB[][] = mattD[1].toDenseMatrix().toArray();
        for (int i = 0; i < nElems; i++) {
            for (int j = 0; j < nElems; j++) {
                if (i == j) {
                    valoresProprios[i] = matB[i][j];
                }
            }
        }
        int indice = verIndiceDoMaiorElementoNumVetor(valoresProprios);
        for (int c = 0; c < nElems; c++) {
            vetorProprio[c] = matA[c][indice];
        }
    }

    public static int verIndiceDoMaiorElementoNumVetor(double vetor[]) {
        double valor = vetor[0];
        int indice = 0;
        for (int i = 1; i < vetor.length; i++) {
            if (vetor[i] > valor) {
                valor = vetor[i];
                indice = i;
            }
        }
        return indice;
    }

    public static double descobrirCentralidadeVetor(double vetorProprio[]) {
        int indice = verIndiceDoMaiorElementoNumVetor(vetorProprio);
        double centralidade = vetorProprio[indice];
        return centralidade;
    }

    public static int grauMedio(int nElems, double matrizAdjacencia[][]) {
        int grauMedio = 0;
        for (int j = 0; j < nElems; j++) {
            grauMedio = grauMedio + calculoDoGrauDeUmNo(j, nElems, matrizAdjacencia);
        }
        return grauMedio / nElems;
    }

    public static float densidadeRede(int nElem, double matrizAdjacencia[][]) {
        float maxRamos = (nElem * nElem - nElem) / 2;
        float numRamos = numRamos(matrizAdjacencia, nElem);
        return numRamos / maxRamos;
    }

    public static float numRamos(double matrizAdjacencia[][], int nElem) {
        int numRamos = 0;
        for (int i = 0; i < nElem - 1; i++) {
            for (int j = i + 1; j < nElem; j++) {
                if (matrizAdjacencia[i][j] == 1) {
                    numRamos++;
                }
            }
        }
        return numRamos;
    }

    public static int pedirComprimento() {
        int comprimento;
        do {
            System.out.print("Digite o comprimento das ligações desejado: ");
            comprimento = input.nextInt();
            System.out.println("");
            input.nextLine();
        } while (comprimento <= 0);
        return comprimento;
    }
}