from machine import Pin, I2C        # GPIOピンとI2C通信を使用するためのモジュール
from lcd1602 import LCD            # LCD1602ディスプレイを使用するライブラリ
import random                      # ランダムな値を生成するためのライブラリ
import time                        # 時間関連の処理を行うためのライブラリ

# --- LCD 初期化 ---
# I2C通信でLCD1602ディスプレイを操作するために、SDAとSCLピンを設定
i2c = I2C(1, sda=Pin(26), scl=Pin(27), freq=400000)
lcd = LCD(i2c)  # LCDオブジェクトを作成して、ディスプレイを制御

# --- キーパッド設定 ---
# 4×4マトリクス型キーパッドに対応する文字の配置を定義
characters = [["1", "2", "3", "A"],
              ["4", "5", "6", "B"],
              ["7", "8", "9", "C"],
              ["*", "0", "#", "D"]]

# キーパッドの行と列に接続するGPIOピンを設定
row_pins = [2, 3, 4, 5]  # 行用ピン
col_pins = [6, 7, 8, 9]  # 列用ピン

# 行ピンは出力設定、列ピンは入力設定（プルダウン）で定義
row = [Pin(pin, Pin.OUT) for pin in row_pins]
col = [Pin(pin, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN) for pin in col_pins]

# --- LED設定 ---
# EAT用（赤LED）とBITE用（緑LED）のGPIOピン設定
red_leds = [Pin(p, Pin.OUT) for p in [18, 17, 16]]   # EAT（赤LED）
green_leds = [Pin(p, Pin.OUT) for p in [13, 14, 15]] # BITE（緑LED）

# --- ボタンスイッチ設定 ---
# ボタンが押されたかを確認するためにGPIO11を入力（プルダウン）
button = Pin(11, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN)

# --- 数字を入力する関数 ---
# キーパッドから数字（3桁）を入力するための関数
def read_keypad_input():
    input_str = ""  # 入力された数字を保存する変数
    lcd.clear()  # LCDをクリア
    lcd.message("Enter 3 nums:\n#:Enter *:Clear")  # 3桁の数字を入力してください

    while True:
        key = None
        for i in range(4):  # 各行を順にスキャン
            row[i].high()  # 行のピンを高く設定
            for j in range(4):  # 各列を順にスキャン
                if col[j].value() == 1:  # ボタンが押されたら
                    key = characters[i][j]  # そのボタンの値を取得
            row[i].low()  # 行のピンを低く設定

        if key:  # 押されたキーがあれば
            if key == "#":  # エンターキー
                if len(input_str) == 3:  # 3桁の数字が入力されていたら
                    return input_str  # 入力された数字を返す
                else:  # 3桁未満ならエラーメッセージ
                    lcd.clear()
                    lcd.message("Need 3 nums!")  # 3桁入力してください
                    time.sleep(2)
                    lcd.clear()
                    lcd.message("Enter 3 nums:\n#:Enter *:Clear")
                    input_str = ""  # 入力をリセット
            elif key == "*":  # キャンセルキー
                input_str = ""  # 入力をリセット
                lcd.clear()
                lcd.message("Cleared\nRe-enter")  # 入力クリア
                time.sleep(2)
                lcd.clear()
                lcd.message("Enter 3 nums:\n#:Enter *:Clear")
            elif key.isdigit() and len(input_str) < 3:  # 数字キーが押されたら
                input_str += key  # 入力された数字を追加
                lcd.clear()
                lcd.message("Input:\n" + input_str)  # LCDに入力された数字を表示

        # ボタンが押されたらリセット
        if button.value() == 1:
            return "RESET"

        time.sleep(0.1)  # 少し待って、ノイズを防止

# --- EAT/BITE を計算する関数 ---
# ユーザーの推測と正解を比較して、EATとBITEを計算する
def evaluate_guess(answer, guess):
    eat = sum(1 for a, g in zip(answer, guess) if a == g)  # 同じ位置の数字が一致する数（EAT）
    bite = sum(min(answer.count(d), guess.count(d)) for d in set(guess)) - eat  # 同じ数字の数（BITE）
    return eat, bite

# --- LEDを表示する関数 ---
# EAT（赤LED）とBITE（緑LED）を表示する
def show_result(eat, bite):
    for i in range(3):
        red_leds[i].value(1 if i < eat else 0)  # EATの数に応じて赤LEDを点灯
        green_leds[i].value(1 if i < bite else 0)  # BITEの数に応じて緑LEDを点灯

# --- LEDすべてオフ ---
# ゲーム終了時などに、LEDを消灯する
def clear_leds():
    for led in red_leds + green_leds:
        led.value(0)  # すべてのLEDを消灯

# --- 正解時の赤LED点滅 ---
# ゲームに勝った時に赤LEDを点滅させる
def blink_red(times=5):
    for _ in range(times):  # 点滅回数
        for led in red_leds:
            led.toggle()  # LEDを切り替える
        time.sleep(0.3)  # 0.3秒の間隔で点滅
    clear_leds()  # 点滅後にLEDを消灯

# --- ゲーム処理 ---
# ゲームの流れを管理する
def play_game():
    num = random.randint(0, 999)       # ランダムな0〜999の整数を取得
    answer = f"{num:03d}"              # 3桁の0埋め文字列に変換
    life = 10  # ゲームの試行回数

    while life > 0:  # 残り試行回数が0でない限りゲームを続ける
        lcd.clear()
        lcd.message(f"Guess Num!\nLIFE: {life}")  # 残りのライフを表示
        time.sleep(2)

        guess = read_keypad_input()  # ユーザーに3桁の数字を入力させる
        if guess == "RESET":
            lcd.clear()
            lcd.message(f"Game Reset! \nAnswer:{answer}")  # ゲームリセット
            time.sleep(2)
            return  # ゲームを最初からやり直し

        eat, bite = evaluate_guess(answer, guess)  # ユーザーの入力を評価
        lcd.clear()
        lcd.message(f"EAT:{eat} BITE:{bite}")  # EATとBITEの結果を表示
        show_result(eat, bite)  # 結果に応じてLEDを表示

        if eat == 3:  # 3つの数字が正解したらゲーム終了
            lcd.clear()
            lcd.message("You Win!\n" + guess)  # 正解表示
            blink_red()  # 赤LED点滅
            time.sleep(2)
            return  # ゲーム終了

        life -= 1  # 残りライフを1減らす
        time.sleep(2)

    # 10回失敗した場合
    lcd.clear()
    lcd.message("You Lose!\nAns: " + answer)  # ゲームオーバー
    time.sleep(3)

# --- メインループ ---
try:
    while True:
        lcd.clear()
        lcd.message("Press button \nto start game")  # ゲーム開始を促すメッセージ
        while button.value() == 0:  # ボタンが押されるのを待機
            time.sleep(0.1)

        play_game()  # ゲームを開始

# --- プログラム終了時の処理（終了時にLCDをクリア） ---
finally:
    clear_leds()  # ゲーム終了時にLEDをすべて消す
    lcd.clear()  # LCDをクリア
    lcd.message("Game ended")  # ゲーム終了メッセージ
    time.sleep(3)  # ３秒待機
    lcd.clear()  # LCDをクリア