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       1             : #ifndef F674C74F_4648_4098_89DD_4A99F7F0CB5C_HPP
       2             : #define F674C74F_4648_4098_89DD_4A99F7F0CB5C_HPP
       3             : 
       4             : #include "Disc.hpp"
       5             : #include "Membrane.hpp"
       6             : #include "Types.hpp"
       7             : #include "Vector2d.hpp"
       8             : 
       9             : #include <optional>
      10             : #include <set>
      11             : #include <vector>
      12             : 
      13             : namespace cell
      14             : {
      15             : 
      16             : class CollisionDetector
      17             : {
      18             : public:
      19             :     struct Params
      20             :     {
      21             :         std::vector<Disc>* discs = nullptr;
      22             :         std::vector<Membrane>* membranes = nullptr;
      23             :         std::vector<Disc*>* intrudingDiscs = nullptr;
      24             :         Membrane* containingMembrane = nullptr;
      25             :     };
      26             : 
      27             :     enum class EntryType
      28             :     {
      29             :         Disc,
      30             :         Membrane,
      31             :         IntrudingDisc
      32             :     };
      33             : 
      34             :     enum class CollisionType
      35             :     {
      36             :         DiscDisc,
      37             :         DiscContainingMembrane,
      38             :         DiscChildMembrane,
      39             :         None
      40             :     };
      41             : 
      42             :     struct Entry
      43             :     {
      44             :         std::size_t index = 0;
      45             :         double radius = 0;
      46             :         Vector2d position;
      47             :         double minX = 0, maxX = 0;
      48             :         EntryType type = EntryType::Disc;
      49             :     };
      50             : 
      51             :     struct Collision
      52             :     {
      53             :         Disc* disc = nullptr;
      54             :         Disc* otherDisc = nullptr;
      55             :         Membrane* membrane = nullptr;
      56             :         CollisionType type = CollisionType::None;
      57             :         bool allowedToPass = false; // Set in case of membrane collisions depending on permeability
      58             : 
      59          22 :         bool invalidatedByDestroyedDiscs() const
      60             :         {
      61          22 :             return disc->isMarkedDestroyed() || (otherDisc && otherDisc->isMarkedDestroyed());
      62             :         }
      63             :     };
      64             : 
      65             : private:
      66             :     struct EntryComparator
      67             :     {
      68          37 :         bool operator()(const Entry& e1, const Entry& e2) const
      69             :         {
      70          37 :             return e1.minX < e2.minX;
      71             :         }
      72             :     } entryComparator_;
      73             : 
      74             : public:
      75             :     CollisionDetector(const DiscTypeRegistry& discTypeRegistry, const MembraneTypeRegistry& membraneTypeRegistry);
      76             :     void setParams(Params params);
      77             :     void buildMembraneIndex();
      78             :     void buildDiscIndex();
      79             :     void addIntrudingDiscsToIndex();
      80             : 
      81             :     std::vector<Collision> detectDiscMembraneCollisions();
      82             :     std::vector<Collision> detectDiscDiscCollisions();
      83             : 
      84             :     static DiscTypeMap<int> getAndResetCollisionCounts();
      85             : 
      86             : private:
      87             :     template <typename ElementType, typename RegistryType>
      88             :     Entry createEntry(const ElementType& element, const RegistryType& registry, std::size_t index,
      89             :                       EntryType entryType) const;
      90             : 
      91             :     bool discIsContainedByMembrane(const Entry& entry);
      92             :     bool canGoThrough(Disc* disc, Membrane* membrane, CollisionDetector::CollisionType collisionType) const;
      93             : 
      94             : private:
      95             :     static DiscTypeMap<int> collisionCounts_;
      96             : 
      97             :     const DiscTypeRegistry& discTypeRegistry_;
      98             :     const MembraneTypeRegistry& membraneTypeRegistry_;
      99             : 
     100             :     std::vector<Entry> membraneEntries_;
     101             :     std::vector<Entry> discEntries_;
     102             :     Params params_;
     103             : };
     104             : 
     105             : template <typename ElementType, typename RegistryType>
     106          43 : inline CollisionDetector::Entry CollisionDetector::createEntry(const ElementType& element, const RegistryType& registry,
     107             :                                                                std::size_t index, EntryType entryType) const
     108             : {
     109          43 :     const double r = registry.getByID(element.getTypeID()).getRadius();
     110          43 :     const auto& p = element.getPosition();
     111             : 
     112          43 :     return Entry{.index = index, .radius = r, .position = p, .minX = p.x - r, .maxX = p.x + r, .type = entryType};
     113             : }
     114             : 
     115             : } // namespace cell
     116             : 
     117             : #endif /* F674C74F_4648_4098_89DD_4A99F7F0CB5C_HPP */