Aislo/B08_Quantity/B08_Quantity_Engine_UnitQuantity.py

"""구조물 원단위 전개식 — 치수에서 성분 물량을 낸다 (B08 일감 6 · PLAN 8-6·8-8·8-15).

식을 발명하지 않는다 — 실무 원본을 옮긴다
    울진 설계원본 `5. 구조도(기번3).xlsx` 에 구조물 31종의 계산식이 **살아 있는 수식**으로
    남아 있다(PLAN 8-15). 여기 옮긴 것은 그 식이며, 식 안에 상수로 박혀 있던 값
    (돌 뒷길이 0.45 · 공극률 0.77 · 돌 비중 2.65 · 고임돌 0.15 등)은 **계수표로 뺐다**.
    그래야 뒷길이가 바뀔 때 식을 안 고친다 — 실무 방식의 약점을 여기서 고친다.

치수 정본은 하나다 (PLAN 8-6 ② 필수 조건)
    전개식은 **저장된 구조물 제원**(`structures.json` 의 `type_id`·`options`)을 읽어 계산한다.
    자기 치수표를 따로 들지 않는다 — 도면은 H=1.5 인데 수량은 옛 치수로 도는 사고를 막는다.

⚠⚠ 이중계상 셋 — 이 파일이 지켜야 할 규칙
    ㉢ **배합을 분해하지 않는다.** 산출물은 `콘크리트 ㎥` · `모르터 ㎥` 에서 **멈춘다**.
       시멘트·모래·자갈로 쪼개는 것은 B09 일위대가 몫이다. 양쪽이 쪼개면 시멘트가 두 배가 된다.
       실무 원단위 라이브러리에 배합이 이미 분해돼 있어도 **그 줄은 버린다**(PLAN 8-8 ②).
       `verify_no_mix_components()` 가 이 규칙을 코드로 지킨다.
    ㉠ **할증을 붙이지 않는다.** 여기 값은 전부 할증 **전**이다. 할증은 자재총괄 한 곳뿐(PLAN 8-7).
    · **터파기·되메우기·잔토는 토공으로 합산된다.** 내역 줄의 실체는 작업 공종
      (`돌쌓기(찰) H=1.5 · 70m`)이고 그 전개인 터파기는 토공 대분류로 합쳐진다
      (울진 토적집계 D12~D14 실증). 둘 다 내역에 올리면 이중계상이다 —
      그래서 성분마다 `destination` 을 달아 어디로 갈 값인지 표시한다.

⚠ 공제 규칙 (품셈 1-2-1 원문)
    「말뚝머리, 볼트 구멍, 모따기ㆍ물구멍, 이음줄눈 간격, 포장 1개소당 0.1 ㎡ 이하 구조물 자리,
    리벳 구멍, **철근콘크리트 중의 철근** 등」은 **공제하지 않는다.**
    치수를 곧이곧대로 빼면 실무값과 어긋난다. 전개식에서 빼는 것은 **관 통과 단면**처럼
    실제로 비어 있는 자리뿐이다.
"""

from __future__ import annotations

import math
from dataclasses import dataclass, field
from typing import Any, Iterable

# ── 계수표 — 식에 박지 않고 여기서 고른다 ─────────────────────────────
# 돌 뒷길이(㎝)별 원단위. 출처: `original/실무문서/_원단위라이브러리_울진소광.md` 「돌뒷길이별 원단위표」.
# ⚠ 60㎝ 돌중량은 원본이 비어 있다 — 지어내지 않고 None 으로 둔다(PLAN 8-8 ㉮).
STONE_BACK_LENGTH_TABLE: dict[int, dict[str, float | None]] = {
    35: {"fill_concrete_m3_per_m2": 0.16, "wedge_stone_m3_per_m2": 0.12, "stone_ton_per_m2": 0.575},
    45: {"fill_concrete_m3_per_m2": 0.20, "wedge_stone_m3_per_m2": 0.15, "stone_ton_per_m2": 0.88},
    55: {"fill_concrete_m3_per_m2": 0.25, "wedge_stone_m3_per_m2": 0.18, "stone_ton_per_m2": 1.10},
    60: {"fill_concrete_m3_per_m2": 0.27, "wedge_stone_m3_per_m2": 0.20, "stone_ton_per_m2": None},
}
DEFAULT_BACK_LENGTH_CM = 45

# 돌쌓기 전개식의 상수 — 실무 수식에 박혀 있던 값을 뺀 것.
STONE_MASONRY = {
    "face_to_slope_factor": 1.04,  # 돌쌓기 면적 = 정면적 × 1.04 (비탈 기울기 몫)
    "thickness_base_m": 0.45,  # 평균두께 식의 밑돌 두께
    "thickness_top_coeff": 0.10,  # 상부 두께 계수 (0.45 + 0.10·H)
    "thickness_bottom_coeff": 0.40,  # 하부 두께 계수 (0.45 + 0.40·H)
    "weep_hole_area_m2": 2.0,  # 물구멍 1개소당 벽면적
    "weep_hole_length_m": 0.5,  # 물구멍 1개소당 관 길이
    "mortar_m3_per_m2": 0.009,  # 줄눈 모르터 (찰쌓기만)
    "excavation_extra_m": 0.2,  # 터파기 폭 여유
    "backfill_thickness_m": 0.2,  # 되메우기 두께
}

# 성분이 어디로 가는가 — 이중계상을 막는 표시.
# `earthwork` = 토공 대분류로 합산(울진 토적집계 D12~D14 실증)
# `material` = 자재총괄로 감(할증은 거기서 한 번만)
# `unit_price` = 일위대가 재료비 구성으로 감(B09 가 배합을 분해)
DESTINATION = {
    "터파기": "earthwork",
    "되메우기": "earthwork",
    "잔토처리": "earthwork",
    "돌쌓기": "unit_price",
    "돌붙임": "unit_price",
    "깬돌": "material",
    "야면석": "material",
    "고임돌": "material",
    "막자갈": "material",
    "콘크리트": "unit_price",
    "채움콘크리트": "unit_price",
    "모르터": "unit_price",
    "거푸집": "unit_price",
    "물구멍": "material",
}

# ⚠ 배합 성분 — 산출물에 나타나면 안 된다(㉢). B09 일위대가가 배합표로 분해한다.
# ⚠ **정확히 같은 이름**으로만 본다. 부분문자열로 재면 `막자갈`(뒤채움 재료)이 배합 `자갈` 로
# 오탐된다 — 개발 중 실제로 걸렸던 자리다.
MIX_COMPONENTS = frozenset(
    {"시멘트", "모래", "자갈", "친모래", "친자갈", "잔골재", "굵은골재", "부순돌"}
)


@dataclass(slots=True)
class Component:
    """전개 결과 한 성분. `basis` 는 어떤 식으로 나왔는지 사람이 읽는 근거다."""

    name: str
    unit: str
    amount: float
    destination: str
    basis: str = ""


@dataclass(slots=True)
class StructureQuantity:
    """구조물 하나의 원단위 전개 결과."""

    structure_id: str | None
    type_id: str
    name: str
    length_m: float = 0.0
    height_m: float = 0.0
    components: list[Component] = field(default_factory=list)
    notes: list[str] = field(default_factory=list)


def _back_length(options: dict[str, Any]) -> int:
    raw = options.get("stone_back_length_cm")
    if isinstance(raw, (int, float)) and int(raw) in STONE_BACK_LENGTH_TABLE:
        return int(raw)
    return DEFAULT_BACK_LENGTH_CM


def _num(value: Any, fallback: float = 0.0) -> float:
    return float(value) if isinstance(value, (int, float)) else fallback


def stone_masonry(
    height_m: float, length_m: float, options: dict[str, Any], wet: bool
) -> tuple[list[Component], list[str]]:
    """돌쌓기(찰/메) 1구간 전개 — 실무 `기슭막이(찰쌓기, H=1.5, 기초무)` 시트의 식.

    실측 대조(m당, H=1.5, 뒷길이 45㎝, 기울기 1:0.3):
        정면적 1.5 · 비탈면적 1.57 · 평균두께 0.83 · 입적 1.245
        터파기 1.55 · 되메우기 0.30 · 잔토 1.25
    """
    notes: list[str] = []
    if height_m <= 0 or length_m <= 0:
        return [], ["높이·연장이 없어 전개하지 않음"]

    back_cm = _back_length(options)
    table = STONE_BACK_LENGTH_TABLE[back_cm]
    slope_ratio = _num(options.get("face_slope_ratio"), 0.3)  # 전면 기울기 1:0.3 (교본 7-3)
    constants = STONE_MASONRY

    face_area = height_m * length_m  # 정면적
    # 비탈면적 = 정면적 × √(1+n²) — 기울어진 만큼 길어진다.
    slope_area = face_area * math.hypot(1.0, slope_ratio)
    masonry_area = slope_area * constants["face_to_slope_factor"]
    thickness = (
        (constants["thickness_base_m"] + constants["thickness_top_coeff"] * height_m)
        + (constants["thickness_base_m"] + constants["thickness_bottom_coeff"] * height_m)
    ) / 2.0
    volume = face_area * thickness  # 입적

    components = [
        Component("돌쌓기", "㎡", masonry_area, DESTINATION["돌쌓기"], "비탈면적 × 1.04"),
        Component(
            "고임돌",
            "㎥",
            masonry_area * _num(table["wedge_stone_m3_per_m2"]),
            DESTINATION["고임돌"],
            f"돌쌓기 × {table['wedge_stone_m3_per_m2']} ㎥/㎡ (뒷길이 {back_cm}㎝)",
        ),
    ]

    stone_ton = table["stone_ton_per_m2"]
    if stone_ton is None:
        # 원본 표가 비어 있는 칸이다 — 지어내지 않고 알린다(PLAN 8-8 ㉮).
        notes.append(f"뒷길이 {back_cm}㎝ 의 돌중량이 원본 표에 없어 야면석을 내지 못함")
    else:
        components.append(
            Component(
                "야면석",
                "ton",
                masonry_area * stone_ton,
                DESTINATION["야면석"],
                f"돌쌓기 × {stone_ton} ton/㎡ (뒷길이 {back_cm}㎝)",
            )
        )

    # 막자갈 = 입적 − (면적 × 뒷길이 × 2/3 + 고임돌). 실무 식 그대로.
    wedge = masonry_area * _num(table["wedge_stone_m3_per_m2"])
    rubble = volume - (masonry_area * (back_cm / 100.0) * 2.0 / 3.0 + wedge)
    if rubble > 0:
        components.append(
            Component(
                "막자갈", "㎥", rubble, DESTINATION["막자갈"], "입적 − (면적×뒷길이×2/3 + 고임돌)"
            )
        )

    if wet:
        components.append(
            Component(
                "채움콘크리트",
                "㎥",
                masonry_area * _num(table["fill_concrete_m3_per_m2"]),
                DESTINATION["채움콘크리트"],
                f"돌쌓기 × {table['fill_concrete_m3_per_m2']} ㎥/㎡ (뒷길이 {back_cm}㎝)",
            )
        )
        components.append(
            Component(
                "모르터",
                "㎥",
                masonry_area * constants["mortar_m3_per_m2"],
                DESTINATION["모르터"],
                f"돌쌓기 × {constants['mortar_m3_per_m2']} ㎥/㎡ (줄눈)",
            )
        )
        # ⚠ 여기서 멈춘다 — 모르터를 시멘트·모래로 쪼개지 않는다(㉢).

    # 물구멍 — 벽면적 2㎡당 1개소, 개소당 0.5m.
    components.append(
        Component(
            "물구멍",
            "m",
            masonry_area / constants["weep_hole_area_m2"] * constants["weep_hole_length_m"],
            DESTINATION["물구멍"],
            "돌쌓기 ÷ 2㎡/개소 × 0.5 m/개소",
        )
    )

    # 터파기·되메우기·잔토 — 토공으로 합산되는 값이다(내역 줄이 아니다).
    excavation = height_m * (thickness + constants["excavation_extra_m"]) * length_m
    backfill = height_m * constants["backfill_thickness_m"] * length_m
    components.extend(
        [
            Component(
                "터파기", "㎥", excavation, DESTINATION["터파기"], "높이 × (평균두께+0.2) × 연장"
            ),
            Component("되메우기", "㎥", backfill, DESTINATION["되메우기"], "높이 × 0.2 × 연장"),
            Component(
                "잔토처리",
                "㎥",
                excavation - backfill,
                DESTINATION["잔토처리"],
                "터파기 − 되메우기",
            ),
        ]
    )
    return components, notes


# 구조물 종류 → 전개식. 없는 종류는 전개하지 않고 이름만 남긴다(지어내지 않는다).
EXPANDERS = {
    "masonry_wet": lambda h, l, o: stone_masonry(h, l, o, wet=True),
    "masonry_dry": lambda h, l, o: stone_masonry(h, l, o, wet=False),
    "boulder_masonry": lambda h, l, o: stone_masonry(h, l, o, wet=False),
}


def expand(structure: dict[str, Any], names: dict[str, str] | None = None) -> StructureQuantity:
    """구조물 하나를 전개한다. 치수는 저장된 제원에서만 읽는다(치수 두 벌 금지)."""
    type_id = str(structure.get("type_id") or "")
    options = structure.get("options") or {}
    start = _num(structure.get("start_m"))
    end = _num(structure.get("end_m"))
    length = _num(options.get("length_m")) or abs(end - start)
    height = _num(options.get("height_m"))
    result = StructureQuantity(
        structure_id=structure.get("structure_id"),
        type_id=type_id,
        name=(names or {}).get(type_id, type_id),
        length_m=length,
        height_m=height,
    )
    expander = EXPANDERS.get(type_id)
    if expander is None:
        result.notes.append(f"'{type_id}' 전개식이 아직 없음 — 물량을 내지 않음")
        return result
    result.components, notes = expander(height, length, options)
    result.notes.extend(notes)
    return result


def verify_no_mix_components(quantities: Iterable[StructureQuantity]) -> list[str]:
    """⚠ 배합 성분이 산출물에 섞이면 알린다 (㉢ 이중계상 방어).

    시멘트·모래·자갈은 **B09 일위대가**가 배합표로 분해할 값이다. 여기서 내면 두 배가 된다.
    실무 원단위 라이브러리를 베끼다 딸려 들어오기 쉬운 자리라 코드로 막는다.
    """
    found: list[str] = []
    for item in quantities:
        for component in item.components:
            if component.name.strip() in MIX_COMPONENTS:
                found.append(f"{item.name}({item.type_id}) 의 '{component.name}'")
    return found


def build_table(
    structures: Iterable[dict[str, Any]], names: dict[str, str] | None = None
) -> dict[str, Any]:
    """화면·API 가 그대로 쓰는 모양. 성분별 총량과 구조물별 내역을 함께 낸다."""
    quantities = [expand(item, names) for item in structures]
    violations = verify_no_mix_components(quantities)

    totals: dict[str, dict[str, Any]] = {}
    for item in quantities:
        for component in item.components:
            key = f"{component.name}|{component.unit}"
            entry = totals.setdefault(
                key,
                {
                    "name": component.name,
                    "unit": component.unit,
                    "amount": 0.0,
                    "destination": component.destination,
                },
            )
            entry["amount"] += component.amount

    return {
        "structures": [
            {
                "structure_id": item.structure_id,
                "type_id": item.type_id,
                "name": item.name,
                "length_m": item.length_m,
                "height_m": item.height_m,
                "notes": item.notes,
                "components": [
                    {
                        "name": component.name,
                        "unit": component.unit,
                        "amount": component.amount,
                        "destination": component.destination,
                        "basis": component.basis,
                    }
                    for component in item.components
                ],
            }
            for item in quantities
        ],
        "totals": sorted(totals.values(), key=lambda entry: entry["name"]),
        # 할증 전 값임을 응답에 못 박는다 — 자재총괄이 한 번만 붙인다(㉠).
        "surcharge_applied": False,
        "mix_components_found": violations,
        "structure_count": len(quantities),
    }