#ifndef __UTIL_H
#define __UTIL_H

/** @file
 * @brief ユーティリティ
 * 
 * ユーティリティメソッドを収録したファイル
 */

#if defined(_MSC_VER) && _MSC_VER >= 1400
#define _USE_MATH_DEFINES
#endif

#ifdef __cplusplus
#include <cmath>
#else
#include <math.h>
#endif

#ifndef PI
  #define PI 3.1415926535897932384626433832795
#endif
#ifndef M_PI
  #define M_PI PI
#endif
#ifndef M_PI_2
  #define M_PI_2 (M_PI / 2) 
#endif

#define __RAND_MT__ ///< メルセンヌツイスタ用スイッチ

#ifdef __cplusplus
#include "util/iostream_format.h"
#include <ctime>
#include <cstdlib>

#if ENABLE_IOSTREAM
#include <cstdio>
/**
 * 度、分、秒フォーマットで出力する
 * 例 135.24.30.3456(135度24分30秒3456)
 * 
 * @param degree 度
 * @return (string) 文字列
 */
std::string pretty_deg(double degree){
  char buffer[128];
  std::sprintf(buffer, "%d.", (int)degree);            //度
  (degree -= (int)degree) *= 60;
  std::sprintf(buffer, "%s%d.", buffer, (int)degree);  //分
  (degree -= (int)degree) *= 60;
  std::sprintf(buffer, "%s%f", buffer, degree);        //秒
  return std::string(buffer);
}
#endif

/**
 * 絶対値を求める関数。
 * 汎用的なため、比較演算子<と単項オペレータ-が定義されていれば利用可能です。
 * 
 * @param T 型
 * @param v 値
 * @return T 絶対値
 */
template<typename T>
inline T _abs(T v){return v < 0 ? -v : v;}

/**
 * 絶対値を求める関数。
 * int専用を特殊化によって実現。
 * * 内部的にはabs関数を利用。
 * 
 * @param v 値
 * @return (int) 絶対値
 */
template<>
inline int _abs<int>(int v){return std::abs(v);}

/**
 * 絶対値を求める関数。
 * double専用を特殊化によって実現。
 * 内部的にはfabs関数を利用。
 * 
 * @param v 値
 * @return (double) 絶対値
 */
template<>
inline double _abs<double>(double v){
#if !defined(__TI_COMPILER_VERSION__)
  return std::abs(v);
#else
#ifdef _TMS320C6700
  return _fabs(v);
#else
  return fabs(v);
#endif
#endif
}

/**
 * 絶対値を求める関数。
 * float専用を特殊化によって実現。
 * * 内部的にはfabsf関数を利用。
 * 
 * @param v 値
 * @return (float) 絶対値
 */
template<>
inline float _abs<float>(float v){
#if !defined(__TI_COMPILER_VERSION__)
  return std::abs(v);
#else
#ifdef _TMS320C6700
  return _fabsf(v);
#else
  return fabsf(v);
#endif
#endif
}

template <class T>
inline T &_min(const T &x, const T &y){
  return ((x) < (y) ? (x) : (y));
}
template <class T>
inline T &_max(const T &x, const T &y){
  return ((x) > (y) ? (x) : (y));
}

#if defined(__GNUC__)
#include <cmath>
namespace std {
  template <class T>
  inline int finite(const T &x){return ::finite(x);}
};
#elif defined(_MSC_VER)
#include <cfloat>
namespace std {
  template <class T>
  inline int isnan(const T &x){return _isnan(x);}
  template <class T>
  inline int finite(const T &x){return _finite(x);}
};
#endif /* _MSC_VER */

extern "C" {
#else   // __cplusplus
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>

#ifndef min_macro
#define min_macro(x, y) ((x) < (y) ? (x) : (y)) ///< minマクロ
#endif
#ifndef max_macro
#define max_macro(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y)) ///< maxマクロ
#endif
#endif  // __cplusplus

/**
 * 度からラジアンに変換
 * 
 * @param degree 度
 * @return (double) ラジアン
 */
double deg2rad(const double &degree){return degree * PI / 180;}
/**
 * ラジアンから度に変換
 * 
 * @param radians ラジアン
 * @return (double) 度
 */
double rad2deg(const double &radians){return radians * 180 / PI;}

static bool init_flag = false; ///< 乱数初期化フラグ

#ifdef __RAND_MT__

//メルセンヌ・ツイスタ用
#include "util/mt19937ar.h"

/**
 * 乱数生成器の初期化
 * 
 * @param seed 種
 */
void rand_init(unsigned long seed){
  init_genrand(seed);
  init_flag = true;
}

/**
 * int型で乱数を生成
 * 
 * @return 乱数
 * @see genrand_int31()
 * @see mt19937ar.h
 */
int randMT(){
  if(!init_flag){
    init_genrand((unsigned long)std::time(NULL));
    init_flag = true;
  }
  return (int)genrand_int31();
}

/**
 * double型で乱数を生成
 * 
 * @return 乱数
 * @see genrand_real1()
 * @see mt19937ar.h
 */
double drandMT(){
  if(!init_flag){
    init_genrand((unsigned long)std::time(NULL));
    init_flag = true;
  }
  return genrand_real1();
}

#ifdef __cplusplus
#ifdef __GNUC__
namespace std {
inline int randMT(){return ::randMT();}
inline double drandMT(){return ::drandMT();}
};
#endif
#endif

#define rand() randMT()   ///< rand()をrandMT()で上書き
#define drand() drandMT() ///< drand()をdrandMT()で上書き

#else

//通常のC言語の標準rand()、性能悪し
/**
 * 乱数生成器の初期化
 * 
 * @param seed 種
 */
void rand_init(unsigned long seed){
  srand(seed);
  init_flag = true;
}

/**
 * int型で乱数を生成
 * 内部的にはrand()を呼び出しているだけです。
 * 
 * @return 乱数
 */
int randC(){
  if(!init_flag){
    srand((unsigned int)time(NULL));
    init_flag = true;
  }
  return rand();
}

/**
 * double型で乱数を生成
 * 内部的にはdrand()を呼び出しているだけです。
 * 
 * @return 乱数
 */
double drandC(){
  if(!init_flag){
    srand((unsigned int)time(NULL));
    init_flag = true;
  }
  return (double)rand() / RAND_MAX;
}

#define rand() randC()    ///< rand()をrandC()で上書き
#define drand() drandC()  ///< drand()をdrandC()で上書き

#endif

/**
 * 正規化ノイズを発生させます。
 * Box-Muller法を採用しています。
 * 
 * @param mu 平均
 * @param sigma 偏差
 * @return ノイズ
 * @see <a href="http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B9%B1%E6%95%B0">
 *    Wikipedia『乱数列』</a>の正規乱数の項を参照のこと
 */
double rand_regularized(double mu, double sigma){
  static double v_1, v_2, s;
  static bool flag = false;
  if(flag = !flag){
    do{
      v_1 = drand() * 2 - 1;
      v_2 = drand() * 2 - 1;
    }while((s = v_1 * v_1 + v_2 * v_2) >= 1.0 || s == 0);
    return sigma * v_1 * sqrt(-2 * log(s) / s) + mu;
  }else{
    return sigma * v_2 * sqrt(-2 * log(s) / s) + mu;
  }
}

#define TO_STRING( s ) #s
#define CONCATENATE( x, y ) x ## y

#ifdef __cplusplus
}
#endif // __cplusplus

#endif /* __UTIL_H */