% IS_LM_AD_AS.m
% Questo script MATLAB implementa il modello IS-LM linearizzato e genera un 
% grafico con 5 pannelli che mostrano i mercati interconnessi, la curva DA e le curve AS.
%
% TRACCIAMENTO DUPLICE:
% - Set 1 (Baseline): Blu
% - Set 2 (Modified): Rosso. Questo set può essere modificato per simulare uno shock.
%
% NUOVO LAYOUT (3x4):
% - (1,1) Mercato Moneta (3) | (1,[2-3]) IS-LM (4) | (1,4) Mercato S/I (1)
% - (2,1) VUOTO             | (2,[2-3]) Croce Keynesiana (2) | (2,4) VUOTO
% - (3,1) VUOTO             | (3,[2-3]) Domanda Aggregata/Offerta Aggregata (5) | (3,4) VUOTO
%
% L'allineamento verticale dei pannelli (4), (2) e (5) è assicurato per l'asse X (Reddito/PIL - Y).

clear all
close all
clc
set(groot, 'defaultLegendInterpreter', 'latex');
% --- 1. Definizione dei Parametri dei Due Set ---
% Definiamo i parametri in una struttura per gestire facilmente i due set.

% Livello di produzione naturale (PIL potenziale), fissato per entrambi i set.
Y_bar = 2300; 

%% Parametri Base (Set 1)
params_base.a = 150;    % Consumo autonomo
params_base.b = 0.75;   % Propensione Marginale al Consumo (PMC) - Modificato per equilibrio più realistico
params_base.c = 400;    % Investimento autonomo
params_base.d = 2000;   % Sensibilità dell'Investimento a r
params_base.e = 0.5;    % Sensibilità della Domanda di Moneta a Y
params_base.f = 3000;   % Sensibilità della Domanda di Moneta a r

% Variabili esogene Base (Set 1)
params_base.G = 200;    % Spesa Pubblica
params_base.T = 100;    % Tasse
params_base.M_P = 1000; % Offerta di Saldi Monetari Reali (M/P). Assumiamo M/P all'equilibrio iniziale
P_base = 1.0;           % Assumiamo P_base = 1 per definire M fisso

%% Parametri Modificati (Set 2): Inizialmente Identici a Base.
% MODIFICA QUI UN SOLO PARAMETRO PER SIMULARE LO SHOCK.
params_modified = params_base;

params_modified.a = 150;   % mettere 200 per shock positivo a componente autonoma del Consumo
params_modified.b = 0.75;  % mettere 0.7 per shock negativo a PMC (ad esempio dovuta a deflazione inattesa)
params_modified.c = 400;   % mettere 300 per shock negativo agli Animal Spirits
params_modified.d = 2000;  % mettere 2500 per shock negativo a sensibilità dell'investimento al tasso di interesse
params_modified.e = 0.5;   % mettere 0.4 per shock alla domanda di moneta (come introduzione carte di credito)
params_modified.f = 3000;  % mettere 2000 per ridurre la sensibilità della domanda di moneta al tasso di interesse
params_modified.G = 200;   % mettere 300 per politica fiscale espansiva
params_modified.T = 100;   % mettere 150 per politica fiscale restrittiva
params_modified.M_P = 1000; % mettere 1300 per politica monetaria espansiva


%% Colleziona i set di parametri e nomi
Params = {params_base, params_modified};
Names = {'Baseline (Set 1)', 'Shock (Set 2)'};
Colors = {'b', 'r'}; % Blu per Baseline, Rosso per Shock
LineStyles = {'-', '--'};

% Intervallo di PIL per il grafico
Y_min = 1500;
Y_max = 3500;
Y_range = linspace(Y_min, Y_max, 100);

% --- 2. Calcolo delle Curve e dell'Equilibrio per Entrambi i Set ---
Results = cell(1, 2);

for i = 1:2
    P = Params{i};
    
    % 2.1. Curva IS 
    A_bar = P.a + P.c + P.G - P.b*P.T;
    Results{i}.A_bar = A_bar; % Save A_bar for DA
    Results{i}.r_IS = (1/P.d) * (A_bar - (1-P.b)*Y_range);
    
    % 2.2. Curva LM 
    Results{i}.r_LM = (P.e/P.f)*Y_range - (1/P.f)*P.M_P;
    
    % 2.3. Equilibrio del Modello (IS = LM)
    Y_eq = (P.f*A_bar + P.d*P.M_P) / (P.f*(1-P.b) + P.d*P.e);
    r_eq = (P.e/P.f)*Y_eq - (1/P.f)*P.M_P; 
    
    Results{i}.Y_eq = Y_eq;
    Results{i}.r_eq = r_eq;
    
    % 2.4. Curve per gli altri Mercati all'Equilibrio
    Results{i}.I_eq = P.c - P.d*r_eq;
    Results{i}.S_fixed = Y_eq - (P.a + P.b*(Y_eq - P.T)) - P.G;
    Results{i}.E_range = A_bar - P.d*r_eq + P.b*Y_range; 
    Results{i}.E_eq = Y_eq; 
    Results{i}.M_P_fixed = P.M_P;
    Results{i}.L_eq = P.e*Y_eq - P.f*r_eq;
    
    % 2.5. Calcolo coefficienti per Domanda Aggregata (DA)
    % Y = DA_coeff_1 * A_bar + DA_coeff_2 * M/P
    % Assumiamo M fisso (M_fixed = M/P_base * P_base)
    M_fixed = P.M_P * P_base; 
    Results{i}.M_fixed = M_fixed;
    Results{i}.P_eq = P_base; % Livello dei prezzi di equilibrio (assunto)

    DA_denom = P.f*(1-P.b) + P.d*P.e;
    Results{i}.DA_coeff_1 = P.f / DA_denom; % Multiplier for A_bar
    Results{i}.DA_coeff_2 = P.d / DA_denom; % Multiplier for M/P
end

% --- Definizione Intervalli Globali ---
% Intervallo Tasso di Interesse (r)
r_all = [Results{1}.r_eq, Results{2}.r_eq, Results{1}.r_IS(1), Results{2}.r_IS(1), Results{1}.r_IS(end), Results{2}.r_IS(end)];
r_min = min(r_all) - 0.01;
r_max = max(r_all) + 0.01;
r_range = linspace(r_min, r_max, 100);

% Intervallo Livello dei Prezzi (P)
P_min = 0.5;
P_max = 1.5;
P_range = linspace(P_min, P_max, 100);

% --- 3. Aggiornamento dei Risultati con Intervalli Globali ---
for i = 1:2
    Res = Results{i};
    
    % Curva I(r) per grafico S/I
    Results{i}.I_range = P.c - P.d*r_range;
    
    % Curva L(r) per grafico Mercato Moneta (Domanda di moneta per Y_eq)
    Results{i}.L_r_range_full = P.e*Res.Y_eq - P.f*r_range; 

    % Curva Domanda Aggregata (DA): Y = DA_coeff_1 * A_bar + DA_coeff_2 * M/P
    % M/P = M_fixed / P
    M_P_range = Res.M_fixed ./ P_range;
    Results{i}.Y_DA_range = Res.DA_coeff_1 * Res.A_bar + Res.DA_coeff_2 * M_P_range; 
end


% --- 4. Generazione dei 5 Grafici Interconnessi (Layout 3x4) ---

fig = figure('Name', 'Modello IS-LM e Domanda Aggregata con Shock');
set(fig, 'WindowState', 'maximized');

% --- Definisci gli Assi ---
ax_handles = zeros(1, 5); % 5 assi totali

% Pannello (1,1): Mercato della Moneta (Plot 3)
ax1 = subplot(3, 4, 1);
ax_handles(1) = ax1;
title('3) Mercato della Moneta (LM)', 'FontSize', 14);
xlabel('Saldi Monetari Reali (L, M/P)', 'FontSize', 12);
ylabel('Tasso di Interesse, r', 'FontSize', 12);
hold on;

for i = 1:2
    Res = Results{i};
    col = Colors{i};
    ls = LineStyles{i};

    % Domanda L(r)
    plot(Res.L_r_range_full, r_range, [col, ls], 'LineWidth', 2, 'DisplayName', ['L(' num2str(Res.Y_eq, '%.0f') ') - ' Names{i}]);
    
    % Offerta M/P
    if i == 1
        plot([Res.M_P_fixed, Res.M_P_fixed], [r_min, r_max], 'k:', 'LineWidth', 2, 'DisplayName', 'Offerta M/P');
    end

    % Equilibrio e Linea guida verticale
    plot(Res.L_eq, Res.r_eq, [col, 'o'], 'MarkerFaceColor', col, 'MarkerSize', 8, 'DisplayName', ['Equil. ' Names{i}]);
    plot([Res.L_eq, Res.L_eq], [r_min, Res.r_eq], [col, ':']);

end
grid on;
ylim([r_min, r_max]);
hold off;

% Pannello (1,[2-3]): Curva IS-LM (Plot 4)
ax2 = subplot(3, 4, [2 3]);
ax_handles(2) = ax2;
title('4) Modello IS-LM (Y, r)', 'FontSize', 16, 'FontWeight', 'bold');
xlabel('Reddito, PIL (Y)', 'FontSize', 14);
ylabel('Tasso di Interesse, r', 'FontSize', 14);
hold on;

for i = 1:2
    Res = Results{i};
    col = Colors{i};
    ls = LineStyles{i};

    % Curva IS
    plot(Y_range, Res.r_IS, [col, '-'], 'LineWidth', 3, 'DisplayName', ['IS - ' Names{i}]);
    
    % Curva LM
    plot(Y_range, Res.r_LM, [col, ls], 'LineWidth', 3, 'DisplayName', ['LM - ' Names{i}]);
    
    % Equilibrio
    plot(Res.Y_eq, Res.r_eq, [col, 'o'], 'MarkerFaceColor', col, 'MarkerSize', 10, 'DisplayName', ['Equil. ' Names{i}]);
    
    % Linee guida per l'equilibrio
    plot([Res.Y_eq, Res.Y_eq], [r_min, Res.r_eq], [col, ':']);
    plot([Y_min, Res.Y_eq], [Res.r_eq, Res.r_eq], [col, ':']);
    
    text(Res.Y_eq*1.01, Res.r_eq*1.05, ['Y', num2str(i), ' r', num2str(i)], 'Color', col, 'FontSize', 10);
end

grid on;
legend('Location', 'northeast');
xlim([Y_min, Y_max]);
ylim([r_min, r_max]);
hold off;

% Pannello (1,4): Mercato Risparmio-Investimento (Plot 1)
ax3 = subplot(3, 4, 4);
ax_handles(3) = ax3;
title('1) Mercato Risparmio-Investimento (IS)', 'FontSize', 14);
xlabel('Investimento (I) / Risparmio (S)', 'FontSize', 12);
ylabel('Tasso di Interesse, r', 'FontSize', 12);
hold on;

for i = 1:2
    Res = Results{i};
    col = Colors{i};
    ls = LineStyles{i};
    
    % Curva Investimento I(r)
    plot(Res.I_range, r_range, [col, '-'], 'LineWidth', 2, 'DisplayName', ['Investimento I(r) - ' Names{i}]);
    
    % Risparmio S(Y_eq)
    plot([Res.S_fixed, Res.S_fixed], [r_min, r_max], [col, ls], 'LineWidth', 2, 'DisplayName', ['Risparmio S(Y', num2str(i), ') - ' Names{i}]);
    
    % Equilibrio
    plot(Res.I_eq, Res.r_eq, [col, 'o'], 'MarkerFaceColor', col, 'MarkerSize', 8, 'DisplayName', ['Equil. ' Names{i}]);
end
grid on;
ylim([r_min, r_max]);
hold off;

% Pannello (2, [2-3]): Croce Keynesiana (Plot 2)
ax4 = subplot(3, 4, [6 7]);
ax_handles(4) = ax4;
title('2) Croce Keynesiana (IS)', 'FontSize', 14);
xlabel('Reddito, PIL (Y)', 'FontSize', 12);
ylabel('Spesa Programmata (E)', 'FontSize', 12);
hold on;

for i = 1:2
    Res = Results{i};
    col = Colors{i};
    ls = LineStyles{i};

    % Spesa Programmata E(Y, r_eq)
    plot(Y_range, Res.E_range, [col, ls], 'LineWidth', 2, 'DisplayName', ['E(Y, r', num2str(i), ') - ' Names{i}]);

    % Equilibrio
    plot(Res.Y_eq, Res.E_eq, [col, 'o'], 'MarkerFaceColor', col, 'MarkerSize', 8, 'DisplayName', ['Equil. ' Names{i}]);

    % Linee guida per l'equilibrio
    plot([Res.Y_eq, Res.Y_eq], [Y_min*0.9, Res.E_eq], [col, ':']);
    plot([Y_min, Res.Y_eq], [Res.E_eq, Res.E_eq], [col, ':']);
end

% Spesa Effettiva (E=Y) è sempre la stessa
plot([Y_min, Y_max], [Y_min, Y_max], 'k--', 'LineWidth', 1, 'DisplayName', 'Spesa Effettiva (E=Y)');

grid on;
legend('Location', 'northwest');
xlim([Y_min, Y_max]);
hold off;

% Pannello (3, [2-3]): Curva Domanda/Offerta Aggregata (AD/AS) - (Plot 5)
ax5 = subplot(3, 4, [10 11]);
ax_handles(5) = ax5;
title('5) Domanda Aggregata (DA) e Offerta Aggregata (AS)', 'FontSize', 14);
xlabel('Reddito, PIL (Y)', 'FontSize', 12);
ylabel('Livello dei Prezzi (P)', 'FontSize', 12);
hold on;

% --- Tracciamento Offerta Aggregata (AS) ---
% OALP (Verticale a Y_bar)
plot([Y_bar, Y_bar], [P_min, P_max], 'k-', 'LineWidth', 2, 'DisplayName', 'OALP ($\bar{Y}$)');

% OABP (Orizzontale a P_base)
plot([Y_min, Y_max], [P_base, P_base], 'k--', 'LineWidth', 2, 'DisplayName', 'OABP ($P_{base}$)');


for i = 1:2
    Res = Results{i};
    col = Colors{i};
    ls = LineStyles{i};

    % Curva DA (P on Y-axis, Y on X-axis)
    plot(Res.Y_DA_range, P_range, [col, ls], 'LineWidth', 3, 'DisplayName', ['DA - ' Names{i}]);
    
    % Equilibrio di Breve Periodo (DA=OABP)
    plot(Res.Y_eq, Res.P_eq, [col, 'o'], 'MarkerFaceColor', col, 'MarkerSize', 8, 'DisplayName', ['Equil. Breve P. ' Names{i}]);
    
    % Linee guida per l'equilibrio
    Y_min_DA = min(Res.Y_DA_range); % Per le linee guida orizzontali
    plot([Y_min_DA, Res.Y_eq], [Res.P_eq, Res.P_eq], [col, ':']); 
    plot([Res.Y_eq, Res.Y_eq], [P_min, Res.P_eq], [col, ':']); 
end

grid on;
legend('Location', 'northeast');
xlim([Y_min, Y_max]); 
ylim([P_min, P_max]); 
hold off;


% --- 5. Allineamento degli Assi per Connessione Economica ---

% 1. Allinea l'asse X (Reddito/PIL - Y) tra IS-LM, Croce Keynesiana e DA/AS (ax2, ax4, ax5)
linkaxes([ax_handles(2), ax_handles(4), ax_handles(5)], 'x');

% 2. Allinea l'asse Y (Tasso di Interesse - r) tra Mercato Moneta, IS-LM e S/I (ax1, ax2, ax3)
linkaxes([ax_handles(1), ax_handles(2), ax_handles(3)], 'y');

% Titolo generale
sgtitle('Analisi Grafica Integrata: IS-LM e Modello AD-AS con Shock', 'FontSize', 18);

% Stampa i risultati
disp('--- Risultati Equilibrio (P_eq = 1) ---');
for i = 1:2
    disp(['Set ' num2str(i) ' (' Names{i} '): Y_eq = ' num2str(Results{i}.Y_eq, '%.2f') ', r_eq = ' num2str(Results{i}.r_eq, '%.4f')]);
end