#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <cmath>

// 二进制STL文件格式：
// 1. 80字节文件头
// 2. 4字节三角形数量
// 3. 每个三角形：
//    - 3个4字节浮点数：法向量
//    - 3个顶点，每个顶点3个4字节浮点数
//    - 2字节属性计数（通常为0）

// 生成随机浮点数
float random_float(float min, float max) {
    return min + static_cast<float>(rand()) / RAND_MAX * (max - min);
}

// 计算法向量
void compute_normal(const float* v1, const float* v2, const float* v3, float* normal) {
    float v12[3] = {v2[0] - v1[0], v2[1] - v1[1], v2[2] - v1[2]};
    float v13[3] = {v3[0] - v1[0], v3[1] - v1[1], v3[2] - v1[2]};
    
    normal[0] = v12[1] * v13[2] - v12[2] * v13[1];
    normal[1] = v12[2] * v13[0] - v12[0] * v13[2];
    normal[2] = v12[0] * v13[1] - v12[1] * v13[0];
    
    // 归一化
    float length = sqrt(normal[0] * normal[0] + normal[1] * normal[1] + normal[2] * normal[2]);
    if (length > 1e-6) {
        normal[0] /= length;
        normal[1] /= length;
        normal[2] /= length;
    }
}

int main() {
    const size_t TRIANGLE_COUNT = 10000000; // 1000万个三角形
    const char* filename = "random_10m.stl";
    
    // 初始化随机数生成器
    srand(static_cast<unsigned int>(time(nullptr)));
    
    // 打开文件
    std::ofstream file(filename, std::ios::binary);
    if (!file) {
        std::cerr << "Failed to open file: " << filename << std::endl;
        return 1;
    }
    
    // 写入文件头（80字节）
    char header[80] = "Generated by Huhb-Utopia-Project";
    file.write(header, 80);
    
    // 写入三角形数量（4字节）
    file.write(reinterpret_cast<const char*>(&TRIANGLE_COUNT), sizeof(TRIANGLE_COUNT));
    
    // 生成并写入三角形
    for (size_t i = 0; i < TRIANGLE_COUNT; ++i) {
        // 生成三个随机顶点
        float v1[3] = {random_float(-100.0f, 100.0f), random_float(-100.0f, 100.0f), random_float(-100.0f, 100.0f)};
        float v2[3] = {random_float(-100.0f, 100.0f), random_float(-100.0f, 100.0f), random_float(-100.0f, 100.0f)};
        float v3[3] = {random_float(-100.0f, 100.0f), random_float(-100.0f, 100.0f), random_float(-100.0f, 100.0f)};
        
        // 计算法向量
        float normal[3];
        compute_normal(v1, v2, v3, normal);
        
        // 写入法向量
        file.write(reinterpret_cast<const char*>(normal), sizeof(normal));
        
        // 写入顶点
        file.write(reinterpret_cast<const char*>(v1), sizeof(v1));
        file.write(reinterpret_cast<const char*>(v2), sizeof(v2));
        file.write(reinterpret_cast<const char*>(v3), sizeof(v3));
        
        // 写入属性计数（2字节，通常为0）
        uint16_t attribute_count = 0;
        file.write(reinterpret_cast<const char*>(&attribute_count), sizeof(attribute_count));
        
        // 每100万个三角形输出一次进度
        if ((i + 1) % 1000000 == 0) {
            std::cout << "Generated " << (i + 1) << " triangles..." << std::endl;
        }
    }
    
    // 关闭文件
    file.close();
    
    std::cout << "Successfully generated " << TRIANGLE_COUNT << " triangles in " << filename << std::endl;
    
    return 0;
}