# !pip install -U scikit-fuzzy # http://pythonhosted.org/scikit-fuzzy/auto_examples/index.html
# Instalar via terminal

import numpy as np
import skfuzzy as fuzz
from skfuzzy import control as ctrl
import matplotlib.pyplot as plt

t = ctrl.Antecedent(np.arange(0, 50, 1), 'T')

t['baixo'] = fuzz.sigmf(t.universe, 15, -1)
t['medio'] = fuzz.gaussmf(t.universe, 25, 3)
t['alto']  = fuzz.pimf(t.universe, 30, 45, 50, 75)

t.view()

fur = ctrl.Antecedent(np.arange(0, 50, 1), 'furtos')

fur['baixo'] = fuzz.trimf(fur.universe, [0, 0, 20])
fur['medio'] = fuzz.gbellmf(fur.universe, 8, 6, 25)
fur['alto']  = fuzz.pimf(fur.universe, 30, 45, 50, 75)

fur.view()

rou = ctrl.Antecedent(np.arange(0, 50, 1), 'roubos')

rou['baixo'] = fuzz.trimf(rou.universe, [0, 0, 23])
rou['medio'] = fuzz.gbellmf(rou.universe, 7, 7, 25)
rou['alto']  = fuzz.pimf(rou.universe, 30, 40, 45, 70)

rou.view()

hom = ctrl.Antecedent(np.arange(0, 10.1, 0.1), 'homicidios')

hom['baixo'] = fuzz.sigmf(hom.universe, 2, -7)
hom['medio'] = fuzz.trapmf(hom.universe, [2, 4, 6, 8])
hom['alto']  = fuzz.trimf(hom.universe, [7, 10, 10])

hom.view()

crim = ctrl.Consequent(np.arange(0, 101, 1), 'criminalidade')

crim['baixo'] = fuzz.zmf(crim.universe, 0, 40)
crim['medio'] = fuzz.gaussmf(crim.universe, 50, 10)
crim['alto']  = fuzz.trimf(crim.universe, [65, 100, 100])

crim.view()

fur['baixo'].view()

regra1 = ctrl.Rule(rou['baixo']  & fur['baixo']  & hom['baixo'],                  crim['baixo'])
regra2 = ctrl.Rule((rou['medio'] | fur['medio']) & hom['baixo'],                  crim['medio'])
regra3 = ctrl.Rule((rou['alto']  | fur['alto'])  | (hom['alto'] | hom['medio']),  crim['alto'])
regra4 = ctrl.Rule(t['alto']     | t['medio'],                                    crim['medio'])

# Cria um sistema de controle e uma simulação
crim_ctrl = ctrl.ControlSystem([regra1, regra2, regra3, regra4])
crim_sim = ctrl.ControlSystemSimulation(crim_ctrl)

# Entrada
crim_sim.input['roubos'] = 10
crim_sim.input['furtos'] = 15
crim_sim.input['homicidios'] = 2
crim_sim.input['T'] = 20

# Calcula
crim_sim.compute()
crim_sim.output

crim.view(sim=crim_sim)

def ic(crim):
   # Entrada
   crim_sim.input['homicidios'] = crim[0]
   crim_sim.input['roubos'] = crim[1]
   crim_sim.input['furtos'] = crim[2]
   crim_sim.input['T'] = crim[3]

   # Calcula
   crim_sim.compute()
   return(crim_sim.output['criminalidade'])

ic([10, 15, 2, 20])

import pandas as pd

df = pd.read_excel('Crimes e temperaturas.xlsx', sheet_name='CUIABA')
df.set_index(['anp', 'mes'])

df.loc[0,"T"]

aux = df[["homicidio", "roubo", "furto", "T"]]

aux["IC"] = aux.apply(ic, axis = 1)

aux