1. Display the input program file with proper Indentation and line numbering (starting from 0). Observe that in case of conditional blocking, put the ‘{’ along with conditional statement, whereas you have to assign a new line number for ‘}’. Q2. Display the Used and Defined variables along with the statement number at each program point in the input program. Q3. Identify the type of the statements (whether the statement is assignment or Conditional or Iterative) in the input program file and display the type along with the statement number. Q4. Create the control Flow Graph in the form of 2-D matrix of the input program, where statement numbers are considered as vertices and the edges simply denote the control flow of the program. Q5. Create the data dependence Graph in the form of 2-D matrix of the input program. Where statement numbers are considered as a vertices and the edge will denote data (variable) dependences among statements. Hint: - suppose statement 1 defines a variable x=10 and the value of the variable x is used by statement 2. Then statement 2 is data dependent on statement 1. The direction of the edge will be from statement 1 to statement 2. Q6. Identify states at each program points (only for programs with no runtime input) and display it.

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.util.Scanner;
import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;

public class code_1 {
    //  ArrayList<String> defined = new ArrayList<>();
    static String defined[] = new String[100];            //global defined variables
    static String used[] = new String[100];               //global used variables
    static ArrayList<String> used1 = new ArrayList<>();      /// arraylist used

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Scanner vinnu = new Scanner(System.in);
        int x;
        while (1 > 0) {
            System.out.println("-----------------------------------------------------------------------------------");
            System.out.println(" 1=q1\n 2=q2 \n 3=q3 \n 4=q4 \n 5=q5 \n");
            System.out.print("Please enter the problem number  = ");
            x = vinnu.nextInt();
            System.out.println();
            switch (x) {
                case 1:
                    indentation();               // 1.identation problem
                    System.out.println();
                    break;
                case 2:                             //to find defined and used variables
                    variables();
                    System.out.println();
                    break;
                case 3:
                    statements();                   //to find the type of statements
                    System.out.println();
                    break;
                case 4:
                    controlflow();               // control flow of the program
                    System.out.println();
                    break;
                case 5:
                    dataflow();                //it is on the data dependency
                    break;
           
               
            }
        }
    }

    private static void indentation() throws FileNotFoundException, IOException {

        FileReader input1 = new FileReader("C:\\Users\\vinayak\\Desktop\\midsem\\src\\input.txt");
        BufferedReader input = new BufferedReader(input1);                                         // reading the input file
        FileWriter output1 = new FileWriter("C:\\Users\\vinayak\\Desktop\\midsem\\src\\output.txt");
        BufferedWriter output = new BufferedWriter(output1);                                        // writing into output file
        String line = null;
        int lineNumber = -1;
        int brace = 0;
        while ((line = input.readLine()) != null) {                     //checks line by line
            line = line.trim();
            int ii = 0, length = 0, b = 0, c = 0, d = 0;
            length = line.length();                                     //length of the line
            while (ii < length) {                                 // checking the length of charaters in the line
                char character;
                character = line.charAt(ii);
                output.write(character + "");                     //writing the character
                if (character == '{') {                          // if char = {  goes to newline
                    lineNumber++;
                    //   System.out.println();
                    output.newLine();
                    brace++;
                    for (int a = 0; a < brace; a++) {
                        output.write("\t");                   // checks the number of braces
                    }
                }

                if (character == ';') {                         //    if char = {  goes to newline
                    lineNumber++;
                    output.newLine();
                    //   System.out.println();
                    for (int a = 0; a < brace; a++) {
                        output.write("\t");                 // checks the number of braces
                    }
                }
                if (character == '}') {                             // if char  = } goes to new line
                    lineNumber++;
                    output.newLine();
                    //   System.out.println();
                    brace--;
                    for (int a = 0; a < brace; a++) {                 // checks the number of braces
                        output.write("\t");
                    }
                }

                ii++;                                     //incrementing the characters linegth in while loop
            }
        }
        output.close();                                                   // closing the  output file

        FileReader file3 = new FileReader("C:\\Users\\vinayak\\Desktop\\midsem\\src\\output.txt");
        BufferedReader reader2 = new BufferedReader(file3);                                          // reading the output file
        line = null;
        lineNumber = 0;
        while ((line = reader2.readLine()) != null) {                       //check line by line
            System.out.print(lineNumber + " ");                                // print the line number
            lineNumber++;                                                  // indentation of numbers
            if (lineNumber < 10) {
                //         System.out.print(" ");
            }
            System.out.println(line);                              //   print the line
        }
    }

    private static void variables() throws FileNotFoundException, IOException {
        int a, b, c;
        for (int ii = 0; ii < 100; ii++) {

            used[ii] = " ";
        }
        int lineNumber = 0;
        String strLine;
        File file2 = new File("C:\\Users\\vinayak\\Desktop\\midsem\\src\\output.txt");
        if (!file2.exists()) {
            System.out.println("input.java does not exist.");
            return;
        }
        if (!(file2.isFile() && file2.canRead())) {
            System.out.println(file2.getName() + " cannot be read from.");
        }

        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(file2))) {             //opening the file
            String line, use;
            boolean usedd;                                                          //boolean usedd
            a = 0;
            b = 0;
            c = 0;
            while ((line = br.readLine()) != null) {                               //passing line by line
                int num = 0;
                String u = null;
                u = used[lineNumber];
                if (line.contains("=")) {                                        // checking if it is assignment statement

                    if (!line.contains("<=") && !line.contains("==") && !line.contains(">=") && !line.contains("!=")) {       //checking conditional operators
                        if ((!line.contains("if")) && (!line.contains("while")) && (!line.contains("scanf")) && (!line.contains("printf")) && (!line.contains("for")) && (!line.contains("System.out.print"))) {          //checking printf scanf                  
                            b = line.indexOf("=");
                            defined[lineNumber] = line.substring(0, b);
                            System.out.println("line--->> " + lineNumber + " --->> " + line.substring(0, b).trim() + " = is a defined variable");             //defined variables
                            a = line.indexOf("=") + 1;
                            c = line.indexOf("=");
                            while (line.charAt(a) != ';') {                   //checking until last character of the line
                                if (line.charAt(a) == '+') {                  //if '+'  is found
                                    use = line.substring(c + 1, a);          //store in use string
                                    usedd = usedfunction(use);                        // calling the function to check it is number or not
                                    if (usedd == true) {                      // if use is not number then continue
                                        //         used1.add(lineNumber,use);
                                        //  used[lineNumber]+=use;
                                        u = u.concat(use);

                                        System.out.println("line--->> " + lineNumber + " ---> " + line.substring(c + 1, a) + " = is a used variable");
                                        c = a;                                 //make c as index of '+'
                                    }
                                }
                                if (line.charAt(a) == '-') {           //if '-'  is found
                                    use = line.substring(c + 1, a);          //store in use string  the used variable
                                    usedd = usedfunction(use);                       // calling the function to check it is number or not
                                    if (usedd == true) {                     // if use is not number then continue
                                        //        used1.add(lineNumber,use);
                                        //   used[lineNumber]+=use;
                                        u = u.concat(use);
                                        System.out.println("line--->> " + lineNumber + " ---> " + line.substring(c + 1, a) + " = is a used variable");
                                        c = a;                               //make c as index of '-'
                                    }
                                }

                                if (line.charAt(a) == '*') {            //if '*'  is found

                                    use = line.substring(c + 1, a);    //store in use string  the used variable
                                    usedd = usedfunction(use);                  // calling the function to check it is number or not
                                    if (usedd == true) {                 // if use is not number then continue
                                        //       used1.add(lineNumber,use);
                                        //   used[lineNumber].concat(use);
                                        u = u.concat(use);
                                        System.out.println("line--->> " + lineNumber + " ---> " + line.substring(c + 1, a) + " = is a used variable");
                                        c = a;                           //make c as index of '-'
                                    }
                                }
                                if (line.charAt(a) == '/') {              //if '/'  is found
                                    use = line.substring(c + 1, a);         //store in use string  the used variable
                                    usedd = usedfunction(use);                        // calling the function to check it is number or not
                                    if (usedd == true) {                  // if use is not number then continue
                                        //      used1.add(lineNumber,use);
                                        //  used[lineNumber].concat(use);
                                        u = u.concat(use);
                                        System.out.println("line--->> " + lineNumber + " ---> " + line.substring(c + 1, a) + " = is a used variable");
                                        c = a;                          //make c as index of '-'
                                    }
                                }
                                a++;                         //increment the character index in while loop
                            }
                            if (line.charAt(a) == ';') {         //if ';' is found
                                use = line.substring(c + 1, a);       //store used variable in use
                                usedd = usedfunction(use);                     // check whether use is a number or not
                                if (usedd == true) {                 // if use is not a number then continue
                                    //    used1.add(lineNumber,use);
                                    // used[lineNumber].concat(use);
                                    u = u.concat(use);
                                    //  System.out.println(" uuuu = "+u);
                                    System.out.println("line--->> " + lineNumber + " ---> " + line.substring(c + 1, a) + " = is a used variable");
                                }
                            }

                        }
                    }
                    used[lineNumber] = u;
                } else {
                    defined[lineNumber] = null;
                }

                lineNumber++;               // line number incrementation
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {     //catch
        }

        //   System.out.println(defined);
   //     System.out.println("defined are = ");
    //    System.out.println(Arrays.toString(defined));
    //    System.out.println("used are = ");
     //   System.out.println(Arrays.toString(used));
        //  System.out.println(used);
    }

    static boolean usedfunction(String x) {           // boolean function to check string is number or not
        if ((x.charAt(0) >= 65 && x.charAt(0) <= 90) || (x.charAt(0) >= 97 && x.charAt(0) <= 122)) {  //if it is total variables return true
            return true;
        } else {
            return false;               //if false return false
        }
    }

    private static void statements() throws FileNotFoundException, IOException {
        int a, b, c, num;
        num = 0;
        String strLine;
        File file2 = new File("C:\\Users\\vinayak\\Desktop\\midsem\\src\\output.txt");     // new  file
        if (!file2.exists()) {
            System.out.println("input.java does not exist.");                      // if file does not consist
            return;
        }
        if (!(file2.isFile() && file2.canRead())) {                             // if file cannot be readen
            System.out.println(file2.getName() + " cannot be read from.");
        }

        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(file2))) {      //opening the file
            String line;

            while ((line = br.readLine()) != null) {                            // iterate line by line
             
                if ((line.contains("scanf") || line.contains("printf") || line.contains("for") || line.contains("System.out.print")) == false) {  //should not contain printf,scanf System .out
                    if (line.matches(".*if\\(.*\\).*")) {                                     // if there is a if statement in line
                        System.out.println(+num + "-->Tt is a conditional statement  = ");     //Tt is a conditional statement
                        System.out.println("The statements is = " + line);                    // printing the line
                    } else if (line.matches(".*while\\(.*\\).*")) {                             // if there is a while statement in line
                        System.out.println(+num + "-->It is a iterative statement  ");         // Tt is a iterative statement
                        System.out.println("The statements is = " + line);                      // printing the line
                    } else if (line.matches(".*=.*") && line.matches(".*[^!]=.*") && line.matches(".*^(?!==$).*")) {     // if there is a =  in line
                        System.out.println(+num + "-->Tt is a assignment statement  ");  // Tt is a  statement
                        System.out.println("The statements is = " + line);                   // printing the line
                    }
                }
                  num++;
            }
        }


    }

    private static void controlflow() throws FileNotFoundException, IOException {

     
        File inputm = new File("C:\\Users\\vinayak\\Desktop\\midsem\\src\\output.txt"); //new file
        int count = 0,lineNumber=-1;
        boolean test;
        int column,alternate;
        String linex;
        int totalLines = 0;
        BufferedReader vinnu1 = new BufferedReader(new FileReader(inputm));                
        ArrayList<String> vinnuArray = new ArrayList<>();                       //arrayllist string to store elements
         while ((linex = vinnu1.readLine()) != null) {                          // pass line by line
            vinnuArray.add(linex);
          //   System.out.println(totalLines+"  "+linex);                  
              totalLines++;
        }
          int[][] tree = new int[totalLines+1][totalLines+1];             //new   2d array
            for (int i = 0; i < totalLines+1; i++) {
                for (int j = 0; j < totalLines+1; j++) {
                    tree[i][j] = 0;                            /// initialize the 2d array to null
                }
            }
         
            while(count<vinnuArray.size())                       // iterate till size of arraylist
             {            
               
                if (vinnuArray.get(count).contains("if"))          // if arraylist contains "if"
                {
                   for(int j=count+1;j<vinnuArray.size();j++)     //   iterate another loop
                   {
                      if ((vinnuArray.get(j).matches("}")))       //check for another closing bracket
                      {
                          test=complete(j,vinnuArray);            // check for boolean test
                       if (test)                                     // if true the continue
                        {                        
                             column = count + 1;                     // increment count and assign to coloumn
                             tree[count][column] = 1;               //assign in 2d array
                       //     System.out.println(count + " hh " + column);
                        } else
                        {
                             column = count + 1;                       // increment count and assign to coloumn
                             alternate = j + 1;                         // increment of j and
                             tree[count][column] = 1;                     //put 1  for next line
                             tree[count][alternate] = -1;                  // put -1 for next loop
                    //         System.out.println(count + "==> " + column );
                     //        System.out.println(count + "==>" + alternate);
                        }
                        break;
                    }
                }
            }
               
               
               else if ((vinnuArray.get(count).contains("while")))   // if arraylist contains "while"
               {
                for (int j = count + 1; j < vinnuArray.size(); j++)   //   iterate another loop
                {
                    if ((vinnuArray.get(j).matches("}")))           //check for another closing bracket
                    {
                        test=complete(j,vinnuArray);                    // check for boolean test
                        if (test)                                       // if true the continue
                        {
                       //  System.out.println(count + "==" );
                            column = count + 1;                            // increment count and assign to coloumn
                            tree[count][column] = 1;                           //assign in 2d array
                       //  System.out.println(count + "==> " + column );
                        }
                        else
                        {
                         //System.out.println(count + "==  count ==" );
                            column = count + 1;                                    // increment count and assign to coloumn
                            alternate = j + 1;                                   // increment of j and
                            tree[count][column] = 1;                            //put 1  for next line
                            tree[count][alternate] = -1;                          // put -1 for next loop
                       //    System.out.println(count + "==> " + column );
                        //     System.out.println(count + "==>" + alternate);
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
             
                else if ((vinnuArray.get(count).contains("else")))             // if arraylist contains "while"
               {
                for (int j = count + 1; j < vinnuArray.size(); j++)             //   iterate another loop
                {
                    if ((vinnuArray.get(j).matches("}")))                     //check for another closing bracket
                    {
                        test=complete(j,vinnuArray);                           // call the boolean fuction
                        if (test)                                             // if true the continue
                        {
                 //    System.out.println(count + "==  count ==" );
                            column = count + 1;                        //put 1  for next line
                            tree[count][column] = 1;                      // put -1 for next loop
               //    System.out.println(count + " ==> " + column + " ," + "END");
                        }
                        else
                        {
                  //     System.out.println(count + "==  count ==" );
                            column = count + 1;                                   // increment count and assign to coloumn
                            alternate = j + 1;                                  
                            tree[count][column] = 1;                              // put 1 for next line
                            tree[count][alternate] = -1;                          // put -1 for next loop
                    //    System.out.println(count + "==> " + column );
                    //      System.out.println(count + "==>" + alternate);
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
           
         else {
                  test=complete(count,vinnuArray);          //call boolean test function
               if (test)                                      // if true continue
                {
                    tree[count][count+1] = 1;                   //assig 1 to the 2d graph
                //    System.out.println(count + " ==> " + "END");
                } else                                      // if false
                {
               //     System.out.println(count);
                    column = count + 1;                          //increment the count and assign in coloumn
                    tree[count][column] = 1;                  //assign 1 to 2d array
                //    System.out.println(count + " ==> " + column);
                }
            }
                count++;                                         // increase the count
             }
            //  System.out.println("jjjjjjjjjjjj");
         
             for (int iii = 0; iii <= totalLines; iii++) {
                System.out.print(iii + "  ");
                if (iii < 10) {
                    System.out.print(" ");
                }
                for (int jjj = 0; jjj <= totalLines; jjj++) {
                    System.out.print(tree[iii][jjj] + "  ");              //printing the 2 d array
                }
                System.out.println(" ");                             // giving space
            }
           
    }
   
     static boolean complete(int x,ArrayList vinnuArray)              //complete boolean function
     {
         int z=vinnuArray.size() - 1;                                 // assign length -1 to z
         if(x == z)                                                 //if x==z continue
         {
              return true;                                          // return true
         }
         else
         {                                                      //if  false the return false
             return false;
         }
     }
   

    static void dataflow() throws FileNotFoundException, IOException {
        // public  static int totalLines;          
        String linex;
        int dep = 0;
      //  System.out.println(Arrays.toString(defined));
     //   System.out.println(Arrays.toString(used));
        int vinayak = 0;
        BufferedReader vinnu1 = new BufferedReader(new FileReader("C:\\Users\\vinayak\\Desktop\\midsem\\src\\output.txt")); // opening the file
        while ((linex = vinnu1.readLine()) != null) {           // run through each line
         //   System.out.println(vinayak + "  " + linex);
            vinayak++;                                       // increment value of vinayak ,,it is totoal lines in file
        }
        char ch;
        for (int i = 0; i < vinayak; i++) {                 // itereate loop till last line
            boolean variableused = false;
            if (defined[i] == null) {                 // if defined is null
                continue;
            }
            String s = defined[i];               // store defined[i] in s
            String string = "";
            for (int k = i; k < vinayak; k++) {        //iterete from i to last
                String zzz = used[k];
                if (zzz.trim().contains(s.trim())) {       //check whether it is used in any lines
                    // System.out.println("string = "+s);
                    variableused = true;                      //set variableused =1
                    dep = k;
                    //  System.out.println(k);
                    string = string + k + " , ";      
                    //   System.out.println("used are = " +string);    
                    break;
                }
            }
            if (variableused) {                                          // if variableused is true the print it
                System.out.println(string + " DEPENDS ON  = " + i + "\n");
            }
        }


    }
}