"""계획 노선 기하 공용 유틸 — 정점·누가거리·세류 교차점.

배수유역 분석(B04)과 관 편집·세부유역(B05)이 같은 노선 표현을 써야 하므로 여기 한 곳에만
정의한다. 어느 한쪽 페이지 폴더에 두면 반대 방향 import가 생긴다.

노선 원천은 두 가지다.
  · B03에 업로드된 **계획 노선 파일**(CSV) — 배수유역 분석의 입력
  · DB `route_points` — B05에서 탐색·확정한 노선
둘 다 같은 `RouteVertex` 목록으로 바꿔 아래 함수들이 그대로 받는다.
"""

from __future__ import annotations

import csv
import logging
import math
from dataclasses import dataclass
from pathlib import Path
from typing import Any

from shapely.geometry import LineString, Point, shape

from config.config_system import SURFACE_ROUTE_EDGE_TRIM_M

logger = logging.getLogger(__name__)

# 계획 노선 CSV 열 이름 후보. B03이 여러 형식을 받게 되므로 흔한 표기를 모두 받아 준다.
_X_KEYS = ("x", "X", "동", "easting", "EASTING")
_Y_KEYS = ("y", "Y", "북", "northing", "NORTHING")
_Z_KEYS = ("z", "Z", "표고", "elevation", "ELEV")
_ORDER_KEYS = ("sequence", "order", "seq", "no", "번호")
_EPSG_KEYS = ("crs_epsg", "epsg", "EPSG")


@dataclass
class RouteVertex:
    """노선 폴리라인의 한 점. chainage는 시점 기준 누가거리(m)."""

    x: float
    y: float
    z: float
    chainage_m: float


@dataclass
class StructureCandidate:
    """관 매설 구조물 측점 후보."""

    chainage_m: float
    x: float
    y: float
    # "stream"=세류 교차, "spacing"=최대 간격 규칙 보충, "confirmed"=사용자 확정
    reason: str
    stream_name: str | None = None


@dataclass
class PlannedRoute:
    """계획 노선 파일에서 읽은 노선."""

    vertices: list[RouteVertex]
    epsg: int | None
    name: str | None
    source: Path

    @property
    def line(self) -> LineString:
        return LineString([(vertex.x, vertex.y) for vertex in self.vertices])


def read_planned_route_csv(path: Path) -> PlannedRoute | None:
    """계획 노선 CSV를 읽어 정점 목록으로 바꾼다.

    열 이름은 대소문자·한글 표기를 함께 받아 준다(B03이 여러 형식을 수용할 예정).
    `sequence`가 있으면 그 순서로 정렬하고, 없으면 파일에 적힌 순서를 그대로 쓴다.
    """
    try:
        with path.open("r", encoding="utf-8-sig", newline="") as file:
            rows = list(csv.DictReader(file))
    except (OSError, csv.Error, UnicodeDecodeError):
        logger.warning("계획 노선 CSV를 읽지 못했습니다: %s", path)
        return None
    if not rows:
        return None

    epsg = _first_int(rows[0], _EPSG_KEYS)
    name = _first_text(rows[0], ("route_name", "name", "노선명"))
    parsed: list[tuple[float, float, float, float]] = []  # (정렬키, x, y, z)
    for index, row in enumerate(rows):
        x = _first_float(row, _X_KEYS)
        y = _first_float(row, _Y_KEYS)
        if x is None or y is None:
            continue
        order = _first_float(row, _ORDER_KEYS)
        parsed.append(
            (float(index) if order is None else order, x, y, _first_float(row, _Z_KEYS) or 0.0)
        )
    if len(parsed) < 2:
        logger.warning("계획 노선 CSV에 좌표가 2점 미만입니다: %s", path)
        return None

    parsed.sort(key=lambda item: item[0])
    vertices: list[RouteVertex] = []
    cumulative = 0.0
    previous: tuple[float, float] | None = None
    for _, x, y, z in parsed:
        if previous is not None:
            cumulative += math.dist(previous, (x, y))
        vertices.append(RouteVertex(x=x, y=y, z=z, chainage_m=cumulative))
        previous = (x, y)
    logger.info(
        "계획 노선 %s: 정점 %d개, 연장 %.0fm, EPSG %s", path.name, len(vertices), cumulative, epsg
    )
    return PlannedRoute(vertices=vertices, epsg=epsg, name=name, source=path)


def find_planned_route_file(input_dir: Path) -> Path | None:
    """B03 입력 폴더에서 계획 노선 파일을 찾는다. 여러 개면 가장 최근 것."""
    if not input_dir.exists():
        return None
    candidates = sorted(
        input_dir.rglob("*.csv"), key=lambda item: item.stat().st_mtime, reverse=True
    )
    return candidates[0] if candidates else None


def trim_route_to_surface(
    points: list[tuple[float, float]],
    sampler: Any,
    edge_trim_m: float = SURFACE_ROUTE_EDGE_TRIM_M,
) -> list[tuple[float, float]]:
    """지표면이 덮는 구간만 남기고 계획노선을 자른다.

    판정은 sampler가 돌려주는 `valid` — 확정 DTM의 valid_mask가 곧 불규칙한 실제
    외곽이다(bounds 사각형이 아니다). 가장 긴 연속 유효 구간을 남긴다.

    `edge_trim_m`은 **잘라 낸 쪽 끝에만** 적용한다. 서피스 가장자리는 점 밀도가 떨어져
    지반고가 못 미덥기 때문이다. 노선 본래 끝점이 서피스 안이면 깎지 않는다 — 멀쩡한
    구간을 짧게 만들 이유가 없다 (2026-09-01 사용자 확정).

    전부 유효하면 입력을 그대로 돌려준다. 남는 구간이 2점 미만이면 빈 목록.
    """
    import numpy as np

    if len(points) < 2:
        return list(points)
    xy = np.asarray(points, dtype=np.float64)
    try:
        _, valid = sampler.sample_xy(xy)
    except (ValueError, OSError) as exc:
        logger.warning("노선 트림: 지표면 샘플링 실패 — %s", exc)
        return list(points)
    valid = np.asarray(valid, dtype=bool)
    if valid.all():
        return list(points)
    if not valid.any():
        logger.warning("노선 트림: 노선 전체가 지표면 밖입니다.")
        return []

    # 가장 긴 연속 유효 구간 — 가장자리에서 한두 점이 튀어도 본 구간을 잃지 않는다.
    best_start = best_end = start = -1
    for index, ok in enumerate([*valid.tolist(), False]):
        if ok and start < 0:
            start = index
        elif not ok and start >= 0:
            if index - start > best_end - best_start:
                best_start, best_end = start, index
            start = -1
    kept = [(float(x), float(y)) for x, y in xy[best_start:best_end]]

    trim_head = best_start > 0
    trim_tail = best_end < len(xy)
    kept = _trim_ends(kept, edge_trim_m if trim_head else 0.0, edge_trim_m if trim_tail else 0.0)
    logger.info(
        "노선 트림: 정점 %d개 → %d개 (지표면 밖 %d개, 가장자리 여유 %.0fm %s)",
        len(points),
        len(kept),
        int((~valid).sum()),
        edge_trim_m,
        "앞뒤" if trim_head and trim_tail else ("앞" if trim_head else "뒤"),
    )
    return kept


def densify_route(
    points: list[tuple[float, float]], max_spacing_m: float
) -> list[tuple[float, float]]:
    """원래 정점은 모두 남기고, 간격이 `max_spacing_m`을 넘는 구간에만 점을 끼워 넣는다.

    **평면 형상은 바뀌지 않는다** — 같은 직선 위에 점을 더 찍을 뿐이다.
    B05 경로 탐색은 제어점 간격이 `ROUTE_DIRECT_LINK_CELL_FACTOR × ROUTE_GRID_RES_M`
    이하일 때만 격자 탐색을 건너뛰고 원좌표를 그대로 잇는다
    (`B05_Profile_Engine_Solver.py:394`). 예정노선처럼 정점이 성긴 선(용화 평균 17.6m)은
    그 문턱을 넘어 탐색을 타고, 급경사 현에서 "통과 경로 없음"으로 끊긴다.
    간격만 좁혀 주면 계획노선이 손대지 않은 채 그대로 채택된다 (2026-09-01 사용자 확정).
    """
    if len(points) < 2 or max_spacing_m <= 0:
        return list(points)
    dense: list[tuple[float, float]] = [points[0]]
    for start, end in zip(points, points[1:]):
        distance = math.dist(start, end)
        steps = int(math.ceil(distance / max_spacing_m))
        for step in range(1, steps):
            ratio = step / steps
            dense.append(
                (
                    start[0] + (end[0] - start[0]) * ratio,
                    start[1] + (end[1] - start[1]) * ratio,
                )
            )
        dense.append(end)
    return dense


def _trim_ends(
    points: list[tuple[float, float]], head_m: float, tail_m: float
) -> list[tuple[float, float]]:
    """폴리라인 앞뒤에서 지정 길이만큼 잘라 낸다. 남는 게 2점 미만이면 빈 목록."""
    if len(points) < 2 or (head_m <= 0 and tail_m <= 0):
        return points
    line = LineString(points)
    start = min(head_m, line.length)
    end = max(start, line.length - tail_m)
    if end - start <= 0:
        logger.warning("노선 트림: 여유를 깎고 나니 남는 구간이 없습니다.")
        return []
    cumulative = 0.0
    kept: list[tuple[float, float]] = [line.interpolate(start).coords[0]]
    for index in range(1, len(points)):
        cumulative += math.dist(points[index - 1], points[index])
        if start < cumulative < end:
            kept.append(points[index])
    kept.append(line.interpolate(end).coords[0])
    return kept if len(kept) >= 2 else []


def build_route_vertices(points: list[dict[str, Any]]) -> list[RouteVertex]:
    """DB route_points 행을 누가거리가 채워진 정점 목록으로 바꾼다."""
    vertices: list[RouteVertex] = []
    cumulative = 0.0
    previous: tuple[float, float] | None = None
    for row in points:
        x = float(row["x"])
        y = float(row["y"])
        z = float(row.get("z") or 0.0)
        if previous is not None:
            cumulative += math.dist(previous, (x, y))
        chainage = row.get("chainage_m")
        vertices.append(
            RouteVertex(
                x=x, y=y, z=z, chainage_m=float(chainage) if chainage is not None else cumulative
            )
        )
        previous = (x, y)
    return vertices


def interpolate_vertex(
    vertices: list[RouteVertex], chainage_m: float
) -> tuple[float, float, float]:
    """누가거리 위치의 (x, y, z)를 선형 보간한다. 범위 밖은 끝점으로 당긴다."""
    if not vertices:
        return (0.0, 0.0, 0.0)
    if chainage_m <= vertices[0].chainage_m:
        return (vertices[0].x, vertices[0].y, vertices[0].z)
    for previous, current in zip(vertices, vertices[1:]):
        if chainage_m <= current.chainage_m:
            span = current.chainage_m - previous.chainage_m
            ratio = 0.0 if span <= 0 else (chainage_m - previous.chainage_m) / span
            return (
                previous.x + (current.x - previous.x) * ratio,
                previous.y + (current.y - previous.y) * ratio,
                previous.z + (current.z - previous.z) * ratio,
            )
    last = vertices[-1]
    return (last.x, last.y, last.z)


def is_uphill_at(vertices: list[RouteVertex], chainage_m: float, window_m: float = 20.0) -> bool:
    """해당 위치가 오르막(절토부)인지 종단 계획선의 국소 기울기 부호로 판정한다."""
    _, _, back_z = interpolate_vertex(vertices, max(0.0, chainage_m - window_m))
    _, _, forward_z = interpolate_vertex(vertices, chainage_m + window_m)
    return forward_z >= back_z


def find_stream_crossings(
    vertices: list[RouteVertex],
    stream_features: list[dict[str, Any]],
) -> list[StructureCandidate]:
    """노선 평면 선형과 세류선의 교차 지점을 누가거리 순으로 찾는다."""
    if len(vertices) < 2:
        return []
    route_line = LineString([(vertex.x, vertex.y) for vertex in vertices])
    candidates: list[StructureCandidate] = []
    for feature in stream_features:
        geometry = feature.get("geometry")
        if not geometry:
            continue
        try:
            stream = shape(geometry)
        except Exception:  # noqa: BLE001 - 손상된 피처는 건너뛴다
            continue
        if stream.is_empty:
            continue
        intersection = route_line.intersection(stream)
        if intersection.is_empty:
            continue
        name = _stream_name(feature)
        for point in _collect_points(intersection):
            candidates.append(
                StructureCandidate(
                    chainage_m=route_line.project(point),
                    x=point.x,
                    y=point.y,
                    reason="stream",
                    stream_name=name,
                )
            )
    candidates.sort(key=lambda item: item.chainage_m)
    return candidates


def _stream_name(feature: dict[str, Any]) -> str | None:
    properties = feature.get("properties") or {}
    for key in ("명칭", "하천명", "NAME", "name"):
        value = properties.get(key)
        if value:
            return str(value)
    return None


def _collect_points(geometry: Any) -> list[Point]:
    """교차 결과(Point/MultiPoint/LineString 등)에서 대표 점들을 뽑는다."""
    if geometry.geom_type == "Point":
        return [geometry]
    if geometry.geom_type in {"MultiPoint", "GeometryCollection"}:
        points: list[Point] = []
        for part in geometry.geoms:
            points.extend(_collect_points(part))
        return points
    # 선분끼리 겹쳐 선으로 나온 경우는 중점을 대표로 쓴다.
    if geometry.geom_type in {"LineString", "MultiLineString"}:
        return [geometry.interpolate(0.5, normalized=True)]
    return []


def _first_text(row: dict[str, Any], keys: tuple[str, ...]) -> str | None:
    for key in keys:
        value = row.get(key)
        if value not in (None, ""):
            return str(value).strip()
    return None


def _first_float(row: dict[str, Any], keys: tuple[str, ...]) -> float | None:
    text = _first_text(row, keys)
    if text is None:
        return None
    try:
        return float(text)
    except ValueError:
        return None


def _first_int(row: dict[str, Any], keys: tuple[str, ...]) -> int | None:
    value = _first_float(row, keys)
    return None if value is None else int(value)