#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<time.h>


#define N_ATOMS 500
#define R 1


void WriteAndMinMax(double distanza[], int MinMax[]);
void FractionInCrown(double distanza[], double R1, double R2);

main(){
	double R1, R2;
	double Dist, x,y,z;
	double pos[N_ATOMS][3], distanza[N_ATOMS];
	int MinMax[2]={0};
	int seed=time(0);
	int Npart,Ndim;
	
	srand48(seed);
	
	printf("\nCalcoliamo la frazione di atomi di un gas perfetto contenuti nella corona sferica\n"
	"definta da R1<r<R2 e determiniamo quale atomo e' il piu' lontano e quale il piu' vicino\n"
	"dall'origine. La sfera in cui si trovano gli atomi ha raggio R=1. \n");


	printf("\nInserire il valore di R2 (<R) \n");
	
	do{
		scanf("%lf",&R2);
		if(R2<=0) printf("R2 deve essere maggiore di zero\n");
		if(R2>=R) printf("R2 deve essere minore di R\n");
	}while(R2<=0 || R2>=R);
	
	
	printf("\nInserire il valore di R1 (<R2) \n");
	
	do{
		scanf("%lf",&R1);
		if(R1<=0) printf("R1 deve essere maggiore di zero\n");
		if(R1>=R2) printf("R1 deve essere minore di R2\n");
	}while(R1<=0 || R1>=R2);
	
	
	for(Npart=0;Npart<N_ATOMS;Npart++){
		
		do{
			x=(double)lrand48()/RAND_MAX*R;
			y=(double)lrand48()/RAND_MAX*R;
			z=(double)lrand48()/RAND_MAX*R;
			
			Dist=sqrt(x*x+y*y+z*z);
			
		}while(Dist>=R);

		pos[Npart][0]=x;
		pos[Npart][1]=y;
		pos[Npart][2]=z;
		
		distanza[Npart]=Dist;
				
	}

	WriteAndMinMax(distanza,MinMax);
	
	printf("\n\nL'indice dell'atomo a distanza minima dall'origine e' Imin=%d \n",MinMax[0]);
	printf("Le coordinate di quest atomo sono: (%lf,%lf,%lf)\n\n", pos[MinMax[0]][0],pos[MinMax[0]][1],pos[MinMax[0]][2]);
	printf("\n\nL'indice dell'atomo a distanza massima dall'origine e' Imax=%d \n\n",MinMax[1]);
	printf("Le coordinate di quest atomo sono: (%lf,%lf,%lf)\n\n", pos[MinMax[1]][0],pos[MinMax[1]][1],pos[MinMax[1]][2]);
	
	FractionInCrown(distanza, R1, R2);
	
	
}

void WriteAndMinMax(double Data[],int Vec[]){
	double min, max;
	int i;
	
	FILE *pwrite;
	
	pwrite=fopen("distanze.dat","w");
	
	for (i=0; i<N_ATOMS; i++) {
		fprintf(pwrite,"%d %lf \n",i, *(Data+i));
	}
	
	fclose(pwrite);
	
	min=Data[0];	
	max=Data[0];
	
	for(i=1;i<N_ATOMS;i++){
		if(Data[i]<min){
			min=Data[i];
			Vec[0]=i;
		}
	    if(Data[i]>max){
			max=Data[i];
			Vec[1]=i;
		} 
		
	}
	
	
}



void FractionInCrown(double Data[], double r1, double r2){

	int i,Count=0;	
	double Frac;

	for(i=0;i<N_ATOMS;i++){
		if(r1<=Data[i] && Data[i]<=r2)Count++;
	}

	Frac=(double)Count/N_ATOMS;
	
	printf("La frazione di atomi fra R1=%lf e R2=%lf e' pari a Frac=%lf \n", r1,r2,Frac);
}