#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Keypad.h>

// Configuración de la pantalla OLED (ejemplo: SSD1306 128x64)
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_RESET    -1  // -1 para reset por software
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

// Configuración del teclado matricial en pines GPIO 32 a 13 (de mayor a menor)
const byte ROWS = 4;
const byte COLS = 4;
char keys[ROWS][COLS] = {
  {'1', '2', '3', 'A'},
  {'4', '5', '6', 'B'},
  {'7', '8', '9', 'C'},
  {'*', '0', '#', 'D'}
};
byte rowPins[ROWS] = {32, 33, 25, 26}; // Ajusta a tus conexiones físicas
byte colPins[COLS] = {27, 14, 12, 13}; // Ajusta a tus conexiones físicas

Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);

const int MAX_ECUACIONES = 5;
float matriz[MAX_ECUACIONES][MAX_ECUACIONES + 1];
float soluciones[MAX_ECUACIONES];
int numEcuaciones = 0;

// Funciones auxiliares para OLED (letra grande)
void oledClear() {
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2); // LETRA GRANDE
  display.setCursor(0, 0);
}
void oledPrint(const char* txt, int line=0) {
  display.setCursor(0, line*16); // 16px por línea (size 2)
  display.print(txt);
  display.display();
}
void oledPrint(String txt, int line=0) {
  display.setCursor(0, line*16);
  display.print(txt);
  display.display();
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
    while (true);
  }

  // Pantalla de bienvenida distribuida en 4 líneas tamaño 1
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  display.setCursor(10, 5);   // Línea 1, centrado
  display.print("CALCULADORA DE");
  display.setCursor(5, 20);   // Línea 2, centrado
  display.print("SISTEMAS LINEALES");
  display.setCursor(35, 40);  // Línea 3, centrado
  display.print("AUTOR:");
  display.setCursor(25, 53);  // Línea 4, centrado
  display.print("MERINO ROJAS");
  display.display();
  delay(3000);

  // Regresa a letra grande para el flujo normal
  display.setTextSize(2);
  oledClear();
}

void loop() {
  oledClear();
  oledPrint("Num ecuac:", 0);
  numEcuaciones = leerNumeroOLED();

  if (numEcuaciones <= 0 || numEcuaciones > MAX_ECUACIONES) {
    oledPrint("Valor inval.", 1);
    delay(1500);
    return;
  }

  // Solicitar coeficientes
  for (int i = 0; i < numEcuaciones; i++) {
    for (int j = 0; j <= numEcuaciones; j++) {
      oledClear();
      if (j < numEcuaciones)
        oledPrint("x" + String(j+1) + " ec" + String(i+1), 0);
      else
        oledPrint("Indep ec" + String(i+1), 0);
      oledPrint("Valor:", 1);
      matriz[i][j] = leerNumeroOLED();
    }
  }

  if (resolverSistema(numEcuaciones)) {
    mostrarResultados();
  } else {
    oledClear();
    oledPrint("Sin solucion", 0);
  }
  delay(3000);
}

void mostrarResultados() {
  oledClear();
  display.setTextSize(1); // Cambia a letra pequeña para resultados
  display.setCursor(0, 0);
  display.print("Soluciones:");
  display.display();
  int i = 0;
  while (i < numEcuaciones) {
    display.clearDisplay();
    display.setTextSize(1);
    // Hasta 6 resultados por pantalla (con tamaño 1)
    for (int j = 0; j < 6 && i < numEcuaciones; j++, i++) {
      display.setCursor(0, j*10); // 10px por línea en size 1
      display.print("x");
      display.print(i+1);
      display.print(" = ");
      display.print(soluciones[i], 10); // Muestra hasta 10 decimales
    }
    display.display();
    // Esperar a 'D' para siguiente tanda, o 'A' para reset
    while (true) {
      char tecla = keypad.getKey();
      if (tecla) {
        if (tecla == 'D') break;
        else if (tecla == 'A') { 
          display.setTextSize(2); // Restaurar letra grande
          reiniciarCalculadora(); 
          return; 
        }
      }
    }
  }
  display.setTextSize(2); // Restaurar letra grande para el resto del flujo
}

float leerNumeroOLED() {
  String input = "";
  char tecla;
  display.fillRect(0, 2*16, SCREEN_WIDTH, 16, SSD1306_BLACK); // Borra línea antes de imprimir input
  oledPrint(input, 2);
  while (true) {
    tecla = keypad.getKey();
    if (tecla) {
      if (tecla == 'A') reiniciarCalculadora();
      else if (tecla == 'D') {
        if (input.length() > 0) break;
      } else if (tecla == '*') { // Borrar todo el número
        input = "";
      } else if (tecla == '#' && input.indexOf('.') == -1) {
        input += ".";
      } else if (tecla == 'B' && input.length() == 0) {
        input += '-';
      } else if (tecla >= '0' && tecla <= '9') {
        input += tecla;
      }
      // Siempre borrar línea y volver a imprimir el input actualizado
      display.fillRect(0, 2*16, SCREEN_WIDTH, 16, SSD1306_BLACK);
      oledPrint(input, 2);
    }
  }
  return input.toFloat();
}

bool resolverSistema(int n) {
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    int maxFila = i;
    for (int k = i + 1; k < n; k++)
      if (fabs(matriz[k][i]) > fabs(matriz[maxFila][i])) maxFila = k;
    for (int k = i; k <= n; k++) {
      float temp = matriz[maxFila][k];
      matriz[maxFila][k] = matriz[i][k];
      matriz[i][k] = temp;
    }
    if (fabs(matriz[i][i]) < 1e-6) return false;
    for (int k = i + 1; k < n; k++) {
      float factor = matriz[k][i] / matriz[i][i];
      for (int j = i; j <= n; j++) matriz[k][j] -= factor * matriz[i][j];
    }
  }
  for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
    soluciones[i] = matriz[i][n] / matriz[i][i];
    for (int j = i - 1; j >= 0; j--) matriz[j][n] -= matriz[j][i] * soluciones[i];
  }
  return true;
}

void reiniciarCalculadora() {
  oledClear();
  oledPrint("Reset...", 0);
  delay(1200);
  numEcuaciones = 0;
  for (int i = 0; i < MAX_ECUACIONES; i++)
    for (int j = 0; j <= MAX_ECUACIONES; j++)
      matriz[i][j] = 0;
  oledClear();
  loop();
}