using System;
using Cairo;
using Gdk;
using Gtk;
class Area : DrawingArea
{ private static int
  n = 23;     // кількість кругів споwчатку
  public int
  xmax = 500, // розміри поля по горизонталі
  ymax = 250; // розміри поля по вертикалі
  double[]  r = new double[n]; // радіуси рухомих кругів
  double[]  x = new double[n]; // поточні абсциси  центрів кругів
  double[]  y = new double[n]; // поточні ординати центрів кругів
  double[] vx = new double[n]; // проєкції швидкостей вісь абсцис
  double[] vy = new double[n]; // проєкції швидкостей вісь ординат
  public Area ()
  { Random rand = new Random();
    for (int j=0; j<n; j++)
    { r[j]  = 8; 
      x[j]  = r[j] + (xmax - 2*r[j]) * rand.NextDouble();
      y[j]  = r[j] + (ymax - 2*r[j]) * rand.NextDouble();
      vx[j] = 12 * rand.NextDouble() - 6;
      vy[j] = 12 * rand.NextDouble() - 6;
    }
  }
  protected override bool OnDrawn(Context cr) // малювання
  { cr.SetSourceRGB(0, 0, 0);
    cr.Paint();
    cr.SetSourceColor(new Cairo.Color(0, 1, 0, 1));
    for (int j=0; j<n; j++)
    { cr.Arc(x[j], y[j], r[j], 0, 2 * Math.PI);
      cr.Fill();
    }
    return true;
  }
  public void Move()
  { for (int j = 0; j < n; j++)
    { // рівномірний прямолінійний рух
      x[j] += vx[j];
      y[j] += vy[j];
      // пружне відбиття від меж області
      if (x[j] + r[j] > xmax) { vx[j] = -vx[j]; x[j]=2*(xmax - r[j]) - x[j];}
      if (y[j] + r[j] > ymax) { vy[j] = -vy[j]; y[j]=2*(ymax - r[j]) - y[j];}
      if (x[j] < r[j]) { vx[j] = -vx[j]; x[j] = 2*r[j] - x[j];}
      if (y[j] < r[j]) { vy[j] = -vy[j]; y[j] = 2*r[j] - y[j];}
    }
    double mj, mk, m;  // "Злипання" кругів
    for (int j=0;   j<n-1; j++) if (n>1)
    { mj=r[j]*r[j]; 
      for (int k=j+1; k<n;   k++)
      if ((x[j]-x[k])*(x[j]-x[k]) + (y[j]-y[k])*(y[j]-y[k])
        < (r[j]+r[k])*(r[j]+r[k]))
      { mk=r[k]*r[k];
        m =mj+mk;
        r[j]=Math.Sqrt(m);
        x[j]=(x[j]*mj+x[k]*mk)/m; 
        y[j]=(y[j]*mj+y[k]*mk)/m;
        vx[j]=(vx[j]*mj+vx[k]*mk)/m; 
        vy[j]=(vy[j]*mj+vy[k]*mk)/m;
        n--;
        r[k]=r[n];
        x[k]=x[n]; 
        y[k]=y[n];
        vx[k]=vx[n]; 
        vy[k]=vy[j];
      }
    }
  }
}
class OwnWindow : Gtk.Window 
{ public Area a;
  public OwnWindow() : base("Взаємодія об'єктів")
  { a = new Area();
    Resize(a.xmax, a.ymax);
    DeleteEvent += delegate { Application.Quit(); };
    GLib.Timeout.Add(20, new GLib.TimeoutHandler(OnTimer)); // Кожні 20 мс виклик методу OnTimer.
    Add(a);
    ShowAll();
  }
  protected override bool OnDeleteEvent(Event e)
  { Application.Quit();
    return true;
  }
   bool OnTimer()
  { a.Move();
    a.QueueDraw();
    return true;
  }
}
class Example
{ static void Main()
  { Application.Init();
    OwnWindow w = new OwnWindow();
    Application.Run();
  }
}