"""
    Zeichnet Ziffern aus sieben Segmenten.
    (c)2021  if1.net-schulbuch.de (bda_ornamente)
    
    Eine Ziffer setzt sich aus sieben Segmenten zusammen.
    Diese werden üblicherweise mit den Buchstaben a bis g bezeichnet.
       +-a-+
       f   b
       +-g-+  
       e   c
       +-d-+
    Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Segmentanzeige
"""
import turtle
from math import sqrt


def segment_zeichnen(groesse, linienfarbe=(0.0, 0.0, 0.0),
            fuellfarbe=(1.0, 1.0, 1.0), stil='standard'):
    """
        Zeichnen eines Segments.
        Parameter
            groesse :Breite de Ziffer in Pixel, die Höhe ist das Doppelte.
            stil: 'standard'(default), 'schmal', medium', 'fett'
        Die Turtle steht an der 'Spitze' des Segments in korrekter Richtung.
        Am Ende steht die Turtle wieder so wie am Anfang.
        Wenn 'groesse' < 6, Linien mit Dicke 1 und Linienfarbe zeichnen
        Wenn 'groesse' < 11, Linien mit Dicke 2 und Linienfarbe zeichnen
        Andernfalls Segment als lang gezogenes Sechseck mit Linienfarbe
            und Füllfarbe zeichnen.
    """
    if stil == 'schmal':
        elem = 0.94
        ende = sqrt(2 * 0.03**2)
    elif stil == 'medium':
        elem = 0.66
        ende = sqrt(2 * 0.17**2)
    elif stil == 'fett':
        elem = 0.5
        ende = sqrt(2 * 0.25**2)
    else:
        elem = 0.8
        ende = sqrt(2 * 0.1**2)
    turtle.pendown()
    turtle.colormode(1)
    stiftFarbe = turtle.pencolor()
    fuellFarbe = turtle.fillcolor()
    turtle.color(linienfarbe, fuellfarbe)
    if groesse < 6:
        turtle.forward(groesse)
        turtle.backward(groesse)
    elif groesse < 11:
        turtle.pensize(2)
        turtle.forward(groesse)
        turtle.backward(groesse)
        turtle.pensize(1)
    else:
        turtle.begin_fill()
        turtle.left(45)
        turtle.forward(groesse*ende)
        turtle.right(45)
        turtle.forward(groesse*elem)
        turtle.right(45)
        turtle.forward(groesse*ende)
        turtle.right(90)
        turtle.forward(groesse*ende)
        turtle.right(45)
        turtle.forward(groesse*elem)
        turtle.right(45)
        turtle.forward(groesse*ende)
        turtle.right(135)
        turtle.end_fill()
    turtle.pencolor(stiftFarbe)
    turtle.fillcolor(fuellFarbe)
    turtle.penup()


def ziffer_zeichnen(ziffer, groesse,
                    linienfarbe=(0.0, 0.0, 0.0), fuellfarbe=(1.0, 1.0, 1.0),
                    stil="standard"):
    """
        Durchläuft alle Segmente und zeichnet sie, wenn sie zur Ziffer gehören.
        Die feste Reihenfolge ist: dcbafge.
        Start ist in Schreibrichtung.
        Ende ist der Schreibstart.
    """
    if ziffer < 0 or ziffer > 9:
        return
    # Die zu jeder Ziffer gehörenden Segmente.
    segmente = ['abcdef', 'bc', 'abged', 'abcdg', 'bcgf',
                'afgcd', 'afedcg', 'abc', 'abcdefg', 'gfabcd',
               ]
    altePosition = turtle.position()
    alterKurs = turtle.heading()
    turtle.penup()
    turtle.hideturtle()
    turtle.speed(0)
    if 'd' in segmente[ziffer]:
        segment_zeichnen(groesse, linienfarbe, fuellfarbe, stil)
    turtle.forward(groesse)
    turtle.left(90)
    if 'c' in segmente[ziffer]:
        segment_zeichnen(groesse, linienfarbe, fuellfarbe, stil)
    turtle.forward(groesse)
    if 'b' in segmente[ziffer]:
        segment_zeichnen(groesse, linienfarbe, fuellfarbe, stil)
    turtle.forward(groesse)    
    turtle.left(90)
    if 'a' in segmente[ziffer]:
        segment_zeichnen(groesse, linienfarbe, fuellfarbe, stil)
    turtle.forward(groesse)    
    turtle.left(90)
    if 'f' in segmente[ziffer]:
        segment_zeichnen(groesse, linienfarbe, fuellfarbe, stil)
    turtle.forward(groesse)    
    turtle.left(90)
    if 'g' in segmente[ziffer]:
        segment_zeichnen(groesse, linienfarbe, fuellfarbe, stil)
    turtle.right(90)
    if 'e' in segmente[ziffer]:
        segment_zeichnen(groesse, linienfarbe, fuellfarbe, stil)
    turtle.setposition(altePosition)
    turtle.setheading(alterKurs)
    #turtle.pendown()


def zahl_zeichnen(zahl, groesse,
                   linienfarbe=(0.0, 0.0, 0.0), fuellfarbe=(1.0, 1.0, 1.0),
                   stil="standard"):
    """
        Zeichnet die angegebene Zahl.
        Abstand der Ziffern ist groesse*1.6.
        Abstand der Zeilen ist groesse*2.6.
    """
    ziffern = []
    while zahl > 0:
        z = zahl % 10
        ziffern.insert(0, z)
        zahl //= 10
    altePosition = turtle.position()
    alterKurs = turtle.heading()
    for i in ziffern:
        ziffer_zeichnen(i, groesse, linienfarbe, fuellfarbe, stil)
        turtle.forward(groesse*1.6)
    turtle.setposition(altePosition)
    turtle.setheading(alterKurs)


if __name__ == "__main__":
    from time import time
    
    turtle.penup()
    size = 10
    t = time()
    turtle.left(90)
    turtle.forward(2*size)
    turtle.right(45)
    zahl_zeichnen(73102, size, fuellfarbe=(0.0, 0.0, 0.0))
    turtle.left(45)
    turtle.backward(2*size)
    turtle.right(90)
    print(time() - t)
    turtle.backward((size*1.6)*5)
    for i in range(10):
        ziffer_zeichnen(i, size, fuellfarbe=(1.0, 0.0, 0.75),
                       stil='schmal')
        turtle.penup()
        turtle.forward(size*1.6)
    turtle.right(90)
    turtle.forward(size*2.6)
    turtle.left(90)
    turtle.backward((size*1.6)*10)
    for i in range(10):
        ziffer_zeichnen(i, size, fuellfarbe=(0.0, 0.75, 0.75),
                       stil='standard')
        turtle.penup()
        turtle.forward(size*1.6)
    turtle.right(90)
    turtle.forward(size*2.5)
    turtle.left(90)
    turtle.backward((size*1.6)*10)
    for i in range(10):
        ziffer_zeichnen(i, size, fuellfarbe=(0.0, 1.0, 0.0),
                       stil='medium', linienfarbe=(1.0, 0.0, 0.05))
        turtle.penup()
        turtle.forward(size*1.6)
    turtle.right(90)
    turtle.forward(size*2.5)
    turtle.left(90)
    turtle.backward((size*1.6)*10)
    for i in range(10):
        ziffer_zeichnen(i, size, fuellfarbe=(0.8, 0.5, 0.05),
                       stil='fett', linienfarbe=(0.95, 0.95, 0.95))
        turtle.penup()
        turtle.forward(size*1.6)