#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdlib> // 用于 rand() 和 srand()
#include <ctime>   // 用于 time()

// 假設(shè)圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
// 這里使用 std::vector<std::vector<int>> 來表示灰度圖像
// 實際應(yīng)用中可能是自定義的圖像類或指向像素數(shù)據(jù)的指針

/**
 * @brief 向灰度圖像添加椒鹽噪聲
 * @param image 圖像數(shù)據(jù) (引用傳遞，會被直接修改)
 * @param noiseDensity 噪聲密度 (0.0 到 1.0)，表示受影響像素的比例
 * @param saltPepperRatio “鹽”噪聲相對于總噪聲的比例 (0.0 到 1.0)
 * 例如，0.5 表示鹽和椒的概率各占一半
 */
void addSaltAndPepperNoise(std::vector<std::vector<int>>& image, double noiseDensity, double saltPepperRatio = 0.5) {
    if (image.empty() || image[0].empty()) {
        std::cerr << "錯誤：圖像數(shù)據(jù)為空！" << std::endl;
        return;
    }
    if (noiseDensity < 0.0 || noiseDensity > 1.0) {
        std::cerr << "錯誤：噪聲密度必須在 [0.0, 1.0] 之間！" << std::endl;
        return;
    }
    if (saltPepperRatio < 0.0 || saltPepperRatio > 1.0) {
        std::cerr << "錯誤：鹽/椒比例必須在 [0.0, 1.0] 之間！" << std::endl;
        return;
    }

    int rows = image.size();
    int cols = image[0].size();

    // 初始化隨機數(shù)生成器
    // 注意：srand() 最好在程序開始時調(diào)用一次，而不是每次調(diào)用函數(shù)時都調(diào)用
    // 這里為了示例的獨立性，放在函數(shù)內(nèi)部，但實際項目中應(yīng)避免重復(fù)調(diào)用
    // static bool srand_called = false;
    // if (!srand_called) {
    //     srand(static_cast<unsigned int>(time(0)));
    //     srand_called = true;
    // }


    for (int i = 0; i < rows; ++i) {
        for (int j = 0; j < cols; ++j) {
            // 生成一個0到1之間的隨機數(shù)
            double randVal = static_cast<double>(rand()) / RAND_MAX;

            if (randVal < noiseDensity) {
                // 該像素被噪聲污染
                double saltOrPepper = static_cast<double>(rand()) / RAND_MAX;
                if (saltOrPepper < saltPepperRatio) {
                    image[i][j] = 255; // 鹽噪聲 (白色)
                } else {
                    image[i][j] = 0;   // 椒噪聲 (黑色)
                }
            }
            // else: 像素保持不變
        }
    }
}

// 輔助函數(shù)：打印圖像 (用于測試)
void printImage(const std::vector<std::vector<int>>& image) {
    if (image.empty()) return;
    for (const auto& row : image) {
        for (int pixel : row) {
            std::cout.width(4); // 設(shè)置輸出寬度，方便對齊
            std::cout << pixel << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
}

int main() {
    // 初始化隨機數(shù)種子 (在main函數(shù)開始時調(diào)用一次)
    srand(static_cast<unsigned int>(time(0)));

    // 創(chuàng)建一個示例圖像 (例如 5x5)
    int rows = 5, cols = 5;
    std::vector<std::vector<int>> myImage(rows, std::vector<int>(cols));

    // 填充一些初始像素值 (例如，都設(shè)為128)
    for (int i = 0; i < rows; ++i) {
        for (int j = 0; j < cols; ++j) {
            myImage[i][j] = 128;
        }
    }

    std::cout << "原始圖像:" << std::endl;
    printImage(myImage);

    // 添加椒鹽噪聲
    double density = 0.2; // 20% 的像素會被噪聲污染
    double saltRatio = 0.5; // 鹽和椒的比例為 1:1
    addSaltAndPepperNoise(myImage, density, saltRatio);

    std::cout << "\n添加椒鹽噪聲后的圖像 (密度: " << density * 100 << "%):" << std::endl;
    printImage(myImage);

    return 0;
}