import time
import numpy as np
import concurrent.futures
import psutil


def calculate_determinant(args):
    matrix, i = args
    multiplier = matrix[0][i]
    if i % 2 != 0:
        multiplier *= -1
    matrix = np.delete(matrix, 0, axis=0)
    submatrix = np.delete(matrix, i, axis=1)
    return np.linalg.det(submatrix) * multiplier


def parallel_determinant(matrix, parallel):
    memory = psutil.virtual_memory()
    n = matrix.shape[0]
    if parallel:
        with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=n) as executor:
            results = []
            start_time = time.time()
            for i in range(n):
                results.append(executor.submit(calculate_determinant, args=(matrix, i)))
            result = np.sum([res.result() for res in results])
            end_time = time.time()
    else:
        start_time = time.time()
        result = np.linalg.det(matrix)
        end_time = time.time()
    execution_time = end_time - start_time
    return result, execution_time, psutil.cpu_percent(interval=1), memory.percent


def test(parallel):
    mx = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
    result = parallel_determinant(mx, parallel)
    print(f"Определитель матрицы: {result[0]}")
    print(f"Время выполнения: {result[1]} сек.")
    print(f"Загрузка ЦП: {result[2]} %")
    print(f"Использование ОЗУ: {result[3]} %")


def bench50x50(parallel):
    mx = np.random.randint(0, 100, size=(50, 50))
    result = parallel_determinant(mx, parallel)
    print(f"Определитель матрицы: {result[0]}")
    print(f"Время выполнения: {result[1]} сек.")
    print(f"Загрузка ЦП: {result[2]} %")
    print(f"Использование ОЗУ: {result[3]} %")


def bench75x75(parallel):
    mx = np.random.randint(0, 100, size=(75, 75))
    result = parallel_determinant(mx, parallel)
    print(f"Определитель матрицы: {result[0]}")
    print(f"Время выполнения: {result[1]} сек.")
    print(f"Загрузка ЦП: {result[2]} %")
    print(f"Использование ОЗУ: {result[3]} %")


def bench125x125(parallel):
    mx = np.random.randint(0, 100, size=(125, 125))
    result = parallel_determinant(mx, parallel)
    print(f"Определитель матрицы: {result[0]}")
    print(f"Время выполнения: {result[1]} сек.")
    print(f"Загрузка ЦП: {result[2]} %")
    print(f"Использование ОЗУ: {result[3]} %")


if __name__ == '__main__':
    # test(parallel=False)
    # bench50x50(parallel=False)
    # bench75x75(parallel=False)
    bench125x125(parallel=False)