# import modulu pro želví grafiku
import turtle
# import (pseudo)náhodného generátoru čísel
from random import randint

#
# A) výpočet předpisu pro kresbu
# ~ rostlina
#

# axiom = nultá generace
axiom = 'F'
print('0:', axiom)

# pravidla pro výpočet
# ~ n-tice má zaručené pořadí prvků a je nejméně náročná na (systémové) zdroje
pravidla = (
    'F[+F]F[-F]F',
    'F[+F]F',
    'F[-F]F',
)

# výpočet nových generací
POČET_GENERACÍ = 4
předchozí_generace = axiom
for i in range(POČET_GENERACÍ):
    nová_generace = ''
    for znak in předchozí_generace:
        if znak == 'F':
            # náhodně si vybereme jednu ze tří možností
            nová_generace += pravidla[randint(0, 2)]
        else:
            # ostatní znaky zkopírujeme tak, jak jsou
            nová_generace += znak
    print(f'{i + 1}: {nová_generace}')
    předchozí_generace = nová_generace

#
# B) kresba podle předpisu
#

# nechť želva kreslí trochu rychleji
turtle.speed(0)

# přesun na lepší startovní pozici
turtle.left(90)
turtle.teleport(0, -200)

# „kmen“ je nejtlustší
turtle.pensize(5)

# hlavní kód, který podle předpisu a pravidel kreslí výsledný obrázek
předpis = nová_generace
zásobník = []
for znak in předpis:
    match znak:
        case 'F':
            # velké písmeno => deset kroků dopředu
            turtle.forward(10)
        case '[':
            # úprava barvy podle hloubky zanoření (= počtu otevřených levých závorek)
            match len(zásobník):
                case 3:
                    # zelené „lístky“ na konci „větví“
                    turtle.color('green')
                    turtle.pensize(1)
                case 2:
                    # ještě tenší zelená „větev“
                    turtle.color('green')
                    turtle.pensize(2)
                case 1:
                    # tenší hnědá „větev“
                    turtle.color('brown')
                    turtle.pensize(3)
                case 0:
                    # tlustší hnědá „větev“
                    turtle.color('brown')
                    turtle.pensize(4)
            # ulož stav želvy do zásobníku
            zásobník.append(
                # dvojce (souřadnice, natočení)
                (turtle.position(), turtle.heading())
            )
        case ']':
            # obnov stav želvy ze zásobníku
            # ~ rovnou rozložíme uloženou dvojci do dvou proměnných
            pozice, natočení = zásobník.pop()
            # přesunutí želvy na uloženou pozici (bez kreslení!)
            turtle.penup()
            turtle.setposition(pozice)
            turtle.setheading(natočení)
            turtle.pendown()
        case '+':
            # + => otočení doleva o 30 stupňů
            turtle.left(30)
        case '-':
            # - => otočení doprava o 30 stupňů
            turtle.right(30)

# je dokresleno => schováme želvu
turtle.hideturtle()

# nechť okénko s kresbou zůstane otevřené
turtle.done()