// This C++ program implements a simple contact management system using a linked list,
// allowing users to add, extract, delete, and display contacts along with sorting options.
// However, it suffers from multiple issues including memory management with malloc/free,
// lack of error handling, unused variables, lack of function documentation, and potential edge cases.

// Key improvement opportunities include:
// - Replace `malloc` with `new` and `free` with `delete` for proper C++ memory management.
// - Improve input validation to prevent processing invalid data.
// - Enhance usability by adding more descriptive prompts and error messages.
// - Refactor complex methods to improve readability and maintainability.
// - Ensure all parts of the program use consistent data types and best practices.

#include "iostream"  // For input and output operations
#include "stdlib.h"  // Standard library for memory allocation functions
#include "fstream"   // For file input and output operations
#include "cstdlib"   // Provides access to functions like rand() and malloc()
using namespace std;

// Struct representing a contact with various attributes
struct contacto {
    int ID;              // Unique identifier for the contact
    char RFC[15];       // RFC field for the contact
    char nombre[30];    // Name of the contact
    char apellidos[30]; // Surname of the contact
    char telefono[15];  // Telephone number of the contact
    char celular[15];   // Cell phone number of the contact
    char correo[50];    // Email address of the contact
    char fecha[15];     // Birth date of the contact in DD/MM/AA format
};

// Struct for linked list node, containing a contact and a pointer to the next node
struct nodo {
    contacto info;      // Contact information
    nodo *siguiente;    // Pointer to the next node in the list
};

nodo *raiz = NULL;      // The head pointer of the linked list

// Function prototypes
int vacia();                              // Checks if the list is empty
int cantidad();                           // Returns the number of contacts in the list
void insertar(int pos, contacto x);      // Inserts a contact at a specified position
void imprimir();                          // Prints all contacts
contacto extraer(int pos);                // Extracts a contact from a specified position
void borrar(int pos);                     // Deletes a contact at a specified position
void intercambiar(int pos1, int pos2);   // Swaps two contacts at specified positions
void ordenamenormayor();                  // Sorts contacts in ascending order by ID
void ordenamayormenor();                   // Sorts contacts in descending order by ID
void menu();                              // Displays the menu and handles user input
void capturadato(contacto &dato);       // Captures data for a contact
void Imprimirdato(contacto dato);        // Prints a specific contact's data
void guarda();                            // Saves the contacts to a file
void Leer();                              // Reads contacts from a file

int main() {
    Leer();  // Load contacts from the file at program start
    menu();  // Display the menu to the user
    return 0; // End of the program
}

// Function to check if the list is empty
int vacia() {
    return (raiz == NULL) ? 1 : 0; // Returns 1 if empty, otherwise returns 0
}

// Function to get the total number of contacts in the list
int cantidad() {
    nodo *reco = raiz; // Start from the head of the linked list
    int cant = 0;      // Initialize count
    while (reco != NULL) { // Traverse until the end of the list
        reco = reco->siguiente; // Move to the next node
        cant++;  // Increment the count
    }
    return cant; // Return the total count of contacts
}

// Function to insert a new contact at a specific position in the list
void insertar(int pos, contacto x) {
    nodo *nuevo;                          // Pointer for the new node
    // IMPROVEMENT: Use new instead of malloc for C++ memory management
    nuevo = (nodo*) malloc(sizeof(nodo)); // Allocate memory for the new node
    nuevo->info = x;                     // Set the contact info for the new node

    // Check if the position is valid for insertion
    if (pos <= cantidad() + 1) {
        if (pos == 1) { // Insert at the head
            nuevo->siguiente = raiz; // Point to the current head
            raiz = nuevo; // Update the head to the new node
        } else {
            // Navigate to the specified position
            nodo *reco = raiz;
            if (pos <= cantidad() + 1) { // If inserting at the end
                while (reco->siguiente != NULL) { // Traverse to the end
                    reco = reco->siguiente; // Move to the next node
                }
                reco->siguiente = nuevo; // Link the new node at the end
                nuevo->siguiente = NULL; // Terminate the new node's next pointer
            } else { // Insert in the middle
                for (int i = 1; i <= pos - 2; i++) { // Navigate to the insertion point
                    reco = reco->siguiente;
                }
                nodo *sig = reco->siguiente; // Save the current next node
                reco->siguiente = nuevo; // Link the new node
                nuevo->siguiente = sig; // Link the saved node after the new node
            }
        }
    } else {
        // IMPROVEMENT: Handle invalid insertion positions
        cout << "Posición inválida para insertar" << endl;
        // NEEDS TO HANDLE INVALID OPTIONS PROPERLY
    }
}

// Function to print all contacts in the list
void imprimir() {
    nodo *reco = raiz; // Start from the head of the linked list
    if (vacia() == 1) { // Check if the list is empty
        cout << "Lista está vacía: " << endl; // Notify user
    } else {
        cout << "Lista está completa: " << endl; // Notify user
        while (reco != NULL) { // Traverse and print each contact
            Imprimirdato(reco->info); // Print contact information
            reco = reco->siguiente; // Move to the next node
        }
        cout << endl; // New line at the end of output
    }
}

// Function to extract a contact from a specified position
contacto extraer(int pos) {
    contacto informacion; // Variable to store the extracted contact info
    // Check if the position is valid for extraction
    if (pos <= cantidad()) {
        nodo *bor; // Pointer to be deleted
        if (pos == 1) { // Extract from the head
            informacion = raiz->info; // Store information from the head
            bor = raiz; // Pointer to be deleted
            raiz = raiz->siguiente; // Update head to the next node
        } else {
            nodo *reco = raiz; // Start from head to find the contact
            for (int i = 1; i <= pos - 2; i++) { // Navigate to one before the target
                reco = reco->siguiente; // Move to the next node
            }
            nodo *prox = reco->siguiente; // Pointer to the contact to be deleted
            reco->siguiente = prox->siguiente; // Link to the next of the contact to be deleted
            bor = prox; // Holds the contact to be deleted
        }
        // IMPROVEMENT: Use delete instead of free for C++ memory management
        free(bor); // Delete the node from memory
        return informacion; // Return the extracted contact info
    }
    // IMPROVEMENT: Handle the case where position is invalid
    cout << "Posición inválida para extracción" << endl; // Notify user
    // NEEDS TO HANDLE INVALID EXTRACTION PROPERLY
}

// Function to delete a contact at a specified position
void borrar(int pos) {
    // Check if the position is valid for deletion
    if (pos <= cantidad()) {
        nodo *bor; // Node to be free
        if (pos == 1) { // Remove from head
            bor = raiz; // Node to be deleted
            raiz = raiz->siguiente; // Update head to the next node
        } else {
            nodo *reco = raiz; // Start from head to find the contact
            for (int i = 1; i <= pos - 2; i++) { // Navigate to one before the target
                reco = reco->siguiente;
            }
            nodo *prox = reco->siguiente; // Pointer to the contact to be deleted
            bor = prox; // Holds the contact to be deleted
            reco->siguiente = prox->siguiente; // Remove the pointer to the contact to be deleted
        }
        // IMPROVEMENT: Use delete instead of free for C++ memory management
        free(bor); // Free the memory occupied by the deleted node
    }
    // IMPROVEMENT: Handle the case where position is invalid
    else {
        cout << "Posición inválida para borrar." << endl; // Notify user
        // NEEDS TO HANDLE INVALID DELETION PROPERLY
    }
}

// Function to swap two contacts at specified positions
void intercambiar(int pos1, int pos2) {
    // Check if both positions are valid
    if (pos1 <= cantidad() && pos2 <= cantidad()) {
        nodo *reco1 = raiz; // Start from head to find first contact
        for (int f = 1; f < pos1; f++) { // Navigate to first contact
            reco1 = reco1->siguiente;
        }
        nodo *reco2 = raiz; // Start from head to find second contact
        for (int f = 1; f < pos2; f++) { // Navigate to second contact
            reco2 = reco2->siguiente;
        }
        // Swap the information of the two contacts
        contacto aux = reco1->info; // Temporary storage of info from first contact
        reco1->info = reco2->info; // Assign second contact's info to the first
        reco2->info = aux; // Assign stored info to the second contact
    }
    // IMPROVEMENT: Handle the case where one or both positions are invalid
    else {
        cout << "Posiciones inválidas para intercambio." << endl; // Notify user
        // NEEDS TO HANDLE INVALID INTERCHANGE PROPERLY
    }
}

// Function to sort contacts in ascending order by ID
void ordenamenormayor() {
    nodo *reco1 = raiz; // Start from the head of the list
    nodo *reco2; // Pointer for nested traversal
    // Traverse each element with nested traversal to sort
    while (reco1 != NULL) {
        reco2 = reco1->siguiente; // Start comparing with next elements
        while (reco2 != NULL) {
            if (reco2->info.ID < reco1->info.ID) { // Compare IDs for sorting
                // Swap the contact info if out of order
                contacto aux = reco2->info; // Temporary storage
                reco2->info = reco1->info; // Replace info
                reco1->info = aux; // Save the original info back to first
            }
            reco2 = reco2->siguiente; // Move to next node
        }
        reco1 = reco1->siguiente; // Move to the next node to sort
    }
}

// Function to sort contacts in descending order by ID
void ordenamayormenor() {
    nodo *reco1 = raiz; // Start from head for outer loop
    nodo *reco2; // Pointer for inner loop
    // Nested traversal to sort contacts
    while (reco1 != NULL) {
        reco2 = reco1->siguiente; // Start comparing with subsequent contacts
        while (reco2 != NULL) {
            if (reco2->info.ID > reco1->info.ID) { // Check for reverse order
                // Swap the contact info if out of order
                contacto aux = reco2->info; // Temporary storage
                reco2->info = reco1->info; // Swap info
                reco1->info = aux; // Restore original info
            }
            reco2 = reco2->siguiente; // Move to the next node
        }
        reco1 = reco1->siguiente; // Move to the next node to sort
    }
}

// Function to capture data for a new contact
void capturadato(contacto &dato) {
    system("cls"); // Clear console for better visibility
    cout << "Datos de contacto: " << endl; // Prompt for user input
    cout << "ID: ";
    cin >> dato.ID; // Read contact ID
    cin.get(); // Clear input buffer
    cout << "RFC: ";
    cin.getline(dato.RFC, 15); // Read RFC
    cout << "Nombre: ";
    cin.getline(dato.nombre, 30); // Read name
    cout << "Apellidos: ";
    cin.getline(dato.apellidos, 30); // Read surname
    cout << "Telefono: ";
    cin.getline(dato.telefono, 15); // Read telephone
    cout << "Celular: ";
    cin.getline(dato.celular, 15); // Read celular
    cout << "Correo electronico: ";
    cin.getline(dato.correo, 50); // Read email
    cout << "Fecha de nacimiento: (DD/MM/AA) ";
    cin.getline(dato.fecha, 15); // Read birth date
}

// Function to print a specific contact's data
void Imprimirdato(contacto dato) {
    cout << "ID: " << dato.ID << endl; // Print contact ID
    cout << "RFC: " << dato.RFC << endl; // Print RFC
    cout << "Nombre: " << dato.nombre << endl; // Print name
    cout << "Apellidos: " << dato.apellidos << endl; // Print surname
    cout << "Telefono: " << dato.telefono << endl; // Print telephone
    cout << "Celular: " << dato.celular << endl; // Print celular
    cout << "Correo electronico: " << dato.correo << endl; // Print email
    cout << "Fecha de nacimiento: " << dato.fecha << endl; // Print birth date
}

// Function to save contacts to a file
void guarda() {
    nodo *reco = raiz; // Start from the head of the linked list
    FILE *archivo; // File pointer
    archivo = fopen("Agenda de contactos.txt", "wt+"); // Open file for writing
    // Write each contact to the file
    while (reco != NULL) {
        fwrite(&reco->info, sizeof(reco->info), 1, archivo); // Write contact info
        reco = reco->siguiente; // Move to next node
    }
    fclose(archivo); // Close the file
}

// Function to read contacts from a file
void Leer() {
    char cadena[30], cadena15[15]; // Temporary char arrays (unused)
    contacto recupera; // Variable to hold extracted contact information
    FILE *archivo; // File pointer
    archivo = fopen("Agenda de contactos.txt", "at+"); // Open file for appending
    // Read each contact from the file and insert into the list
    while (fread(&recupera, sizeof(recupera), 1, archivo) == 1) {
        insertar(1, recupera); // Always insert at position 1 for easier sorting
    }
    fclose(archivo); // Close the file
    ordenamayormenor(); // Sort contacts in descending order by ID after loading
}

// Main menu function for user interaction
void menu() {
    int opc = 0; // Variable to store user option
    while (opc != 9) { // Loop until exit option
        system("cls"); // Clear the console
        cout << "1. Agregar a la agenda" << endl; // Option to add a contact
        cout << "2. Extraer contacto" << endl; // Option to extract a contact
        cout << "3. Borrar contacto" << endl; // Option to delete a contact
        cout << "4. Imprimir la lista" << endl; // Option to print all contacts
        cout << "5. Ordenar de mayor a menor" << endl; // Option to sort contacts
        cout << "6. Ordenar de menor a mayor" << endl; // Option to sort contacts
        cout << "7. Cantidad de contactos" << endl; // Option to show count of contacts
        cout << "8. Mover contactos" << endl; // Option to swap contacts
        cout << "9. Guardar y salir" << endl; // Option to save and exit
        cout << "\n\n\n"; // Extra new lines for spacing
        cout << "Elige una opcion...." << endl; // Prompt for user choice
        cin >> opc; // Read user option
        cin.get(); // Clear input buffer

        switch (opc) {
            case 1: { // Add a contact
                system("cls"); // Clear console
                contacto dato; // Temporary variable for new contact
                int pos; // Variable to store position
                capturadato(dato); // Capture data for the new contact
                cout << "Que posicion desea insertar" << endl;
                cin >> pos; // Get desired position
                insertar(pos, dato); // Insert contact at specified position
                cout << "Contacto agregado." << endl; // Notify user
                cout << "Presione cualquier tecla para continuar"; // Prompt to continue
                cin.get(); // Clear buffer
                break; // Exit case
            }
            case 2: { // Extract a contact
                system("cls"); // Clear console
                int pos; // Variable to store position
                if (vacia() == 1) { // Check if the list is empty
                    cout << "Lista vacia : " << endl; // Notify user
                } else {
                    cout << "El contacto a extraer es: "; // Prompt for position
                    cin >> pos; // Read position
                    cin.get(); // Clear buffer
                    cout << "Extrayendo el contacto : " << endl;
                    Imprimirdato(extraer(pos)); // Extract and print contact information
                }
                cout << "Presione cualquier tecla para continuar"; // Prompt to continue
                cin.get(); // Clear buffer
                break; // Exit case
            }
            case 3: { // Delete a contact
                system("cls"); // Clear console
                int pos; // Variable to store position
                if (vacia() == 1) { // Check if list is empty
                    cout << "Lista vacia : " << endl; // Notify user
                } else {
                    cout << "Posición a borrar: "; // Prompt for position
                    cin >> pos; // Read position
                    cin.get(); // Clear buffer
                    borrar(pos); // Delete contact at specified position
                    cout << "Eliminado \n"; // Notify user
                }
                cout << "Precione cualquier tecla para continuar"; // Prompt to continue
                cin.get(); // Clear buffer
                break; // Exit case
            }
            case 4: { // Print the list of contacts
                system("cls"); // Clear console
                imprimir(); // Print all contacts
                cout << "Presione cualquier tecla para continuar"; // Prompt to continue
                cin.get(); // Clear buffer
                break; // Exit case
            }
            case 5: { // Order contacts from largest to smallest
                system("cls"); // Clear console
                if (vacia() == 1) { // Check if the list is empty
                    cout << "Lista vacia : " << endl; // Notify user
                } else {
                    ordenamenormayor(); // Call sort function
                    cout << "Lista ha sido ordenada \n"; // Notify user
                }
                cout << "Presione cualquier tecla para continuar"; // Prompt to continue
                cin.get(); // Clear buffer
                break; // Exit case
            }
            case 6: { // Order contacts from smallest to largest
                system("cls"); // Clear console
                if (vacia() == 1) { // Check if the list is empty
                    cout << "Lista vacia : " << endl; // Notify user
                } else {
                    ordenamayormenor(); // Call sort function
                    cout << "Lista ordenada\n"; // Notify user
                }
                cout << "Presione cualquier tecla para continuar"; // Prompt to continue
                cin.get(); // Clear buffer
                break; // Exit case
            }
            case 7: { // Show quantity of contacts
                system("cls"); // Clear console
                if (vacia() == 1) { // Check if the list is empty
                    cout << "Lista vacia : " << endl; // Notify user
                } else {
                    cout << "Número de contactos: " << cantidad() << endl; // Show count
                }
                cout << "Presione cualquier tecla para continuar"; // Prompt to continue
                cin.get(); // Clear buffer
                break; // Exit case
            }
            case 8: { // Move (swap) contacts
                system("cls"); // Clear console
                int pos1, pos2; // Variables for positions to be swapped
                if (vacia() == 1) { // Check if the list is empty
                    cout << "1er contacto a intercambiar: "; // Ask for first position
                    cin >> pos1; // Read position
                    cin.get(); // Clear buffer
                    cout << "2do contacto a intercambiar: "; // Ask for second position
                    cin >> pos2; // Read position
                    cin.get(); // Clear buffer
                    intercambiar(pos1, pos2); // Perform swap
                    imprimir(); // Show updated list
                } else {
                    cout << "Lista vacia : " << endl; // Notify user
                }
                cout << "Precione cualquier tecla para continuar"; // Prompt to continue
                cin.get(); // Clear buffer
                break; // Exit case
            }
            case 9: { // Save and exit
                system("cls"); // Clear console
                cout << "Guardando agenda...\n"; // Notify user
                guarda(); // Save all contacts
                cout << "Operación exitosa.\nPresione cualquier tecla para continuar" << endl; // Notify user
                cin.get(); // Clear buffer
                break; // Exit case
            }
            default: { // Handle invalid options
                system("cls"); // Clear console
                cout << "Opción no válida\n"; // Notify user
                cout << "Presione cualquier tecla para continuar"; // Prompt to continue
                cin.get(); // Clear buffer
                break; // Exit case
            }
        }
    }
}