import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.datasets import make_moons
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.linear_model import Perceptron
from sklearn.neural_network import MLPClassifier
from sklearn.metrics import accuracy_score

# ВАРИАНТ 7
# 7.Данные: make_moons (noise=0.3, random_state=rs) Модели:-Персептрон · Многослойный персептрон с 10-ю нейронами в скрытом слое (alpha = 0.01) · Многослойный персептрон со 100-а нейронами в скрытом слое (alpha = 0.01)
# Задаем random_state для воспроизводимости результатов

rs = 42

# Генерируем данные
X, y = make_moons(n_samples=1000, noise=0.3, random_state=rs)

# Разделяем данные на обучающий и тестовый наборы
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.5, random_state=rs)

# Модель 1: Персептрон
perceptron = Perceptron(random_state=rs)
perceptron.fit(X_train, y_train)
y_pred_perceptron = perceptron.predict(X_test)
accuracy_perceptron = accuracy_score(y_test, y_pred_perceptron)

# Модель 2: Многослойный персептрон с 10 нейронами в скрытом слое
mlp_10_neurons = MLPClassifier(hidden_layer_sizes=(10,), alpha=0.01, random_state=rs, max_iter=10000)
mlp_10_neurons.fit(X_train, y_train)
y_pred_mlp_10_neurons = mlp_10_neurons.predict(X_test)
accuracy_mlp_10_neurons = accuracy_score(y_test, y_pred_mlp_10_neurons)

# Модель 3: Многослойный персептрон с 100 нейронами в скрытом слое
mlp_100_neurons = MLPClassifier(hidden_layer_sizes=(100,), alpha=0.01, random_state=rs, max_iter=10000)
mlp_100_neurons.fit(X_train, y_train)
y_pred_mlp_100_neurons = mlp_100_neurons.predict(X_test)
accuracy_mlp_100_neurons = accuracy_score(y_test, y_pred_mlp_100_neurons)

# принт результатов
print("Accuracy для Персептрона:", accuracy_perceptron)
print("Accuracy для MLP с 10 нейронами в скрытом слое:", accuracy_mlp_10_neurons)
print("Accuracy для MLP с 100 нейронами в скрытом слое:", accuracy_mlp_100_neurons)

# графики
plt.figure(figsize=(12, 4))

# График для Персептрона
plt.subplot(1, 3, 1)
plt.scatter(X_test[:, 0], X_test[:, 1], c=y_pred_perceptron, cmap=plt.cm.Paired, s=10)
plt.title("Perceptron")

# График для MLP с 10 нейронами в скрытом слое
plt.subplot(1, 3, 2)
plt.scatter(X_test[:, 0], X_test[:, 1], c=y_pred_mlp_10_neurons, cmap=plt.cm.Paired, s=10)
plt.title("MLP (10 neurons)")

# График для MLP с 100 нейронами в скрытом слое
plt.subplot(1, 3, 3)
plt.scatter(X_test[:, 0], X_test[:, 1], c=y_pred_mlp_100_neurons, cmap=plt.cm.Paired, s=10)
plt.title("MLP (100 neurons)")


# Сохраняем графики в файл в папке result
result_folder = "result"
plt.savefig(f"{result_folder}/result.png")
plt.show()