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


void sierpinski0(float p[2]) {
  p[0] /= 2;
  p[1] /= 2;
}
void sierpinski1(float p[2]) {
  p[0] = (p[0]+1)/2;
  p[1] = p[1]/2;
}
void sierpinski2(float p[2]) {
  p[0] = p[0]/2;
  p[1] = (p[1]+1)/2;
}

void (*const sierpinski[3])(float p[2]) = {sierpinski0, sierpinski1, sierpinski2};

void iterate(char *screen, unsigned int width, unsigned int height, unsigned int num_iterations) {
  unsigned int i, x, y;
  float p[2];
  
  //Zufaellige Zahlen p[0],p[1] in [0,1)
  p[0] = rand() / ((float)(RAND_MAX) + 1.0); 
  p[1] = rand() / ((float)(RAND_MAX) + 1.0);
 
  //num_iterations mal neue sierpinski Punkte bestimmen
  for(i=0; i < num_iterations; i++) {
  
  	//Zufaellige Auswahl einer der Funktionen zur Veraenderung von p1, p2 auswaehlen
	(*sierpinski[rand() % 3])(p);
	
	x = (unsigned int)(p[0] * width);
	y = (unsigned int)(p[1] * height);
	
	//Setze den Wert an der Position p[0], p[1] des Bildes auf Weiss (= 255)
	//screen[(unsigned int)(p[1]*height)*width + (unsigned int)(p[0]*width)] = 0;
	screen[y*width + x] = 0;
  }

}

//PGM Bild schreiben
void writePGM(const char* filename, char *screen, unsigned int width, unsigned int height) {

  FILE* fp = fopen(filename, "wb");
  fprintf(fp, "P5\n%u\n%u\n255\n", width, height);
  fwrite(screen, width*height, 1, fp);
  fclose(fp);

}

int main() {
  unsigned int i;
  
  //Von der Standardeingabe lesen
  unsigned int num_iterations = 10000000;
  unsigned int width = 1000;
  unsigned int height = 1000;
  
  //Einlesen und ueberpruefen der Eingabe.
  printf("Geben Sie die Anzahl der Iterationen ein: ");
  if( scanf("%u",&num_iterations) != 1 ) {
	printf( "Bitte geben Sie eine positive ganze Zahl ein!\n" );
	return 1;
  }
  printf("Geben Sie die Breite ein: ");
  if( scanf("%u",&width) != 1 ) {
	printf( "Bitte geben Sie eine positive ganze Zahl ein!\n" );
	return 1;
  }
  printf("Geben Sie die Hoehe ein: ");
  if( scanf("%u",&height) != 1 ) {
	printf( "Bitte geben Sie eine positive ganze Zahl ein!\n" );
	return 1;
  }
  
  //Rand initialisieren
  srand(time(NULL));
  
  //initialisieren
  char *screen = (char*) calloc( width*height, sizeof(char) );
  
  for(i=0; i < width*height; i++) {
  	screen[i] = 255;
  }
  
  iterate(screen, width, height, num_iterations);
  
  writePGM("sierpinski.pgm", screen, width, height);
  return 0;

}