Aislo/B08_Quantity/B08_Quantity_Engine_SlopeArea.py

"""사면 4계열 면적 — 실무 토적표의 오른쪽 절반 (B08 일감 3 · PLAN 8-4b).

무엇을 내나
    실무 토적표 V~AI 열에 해당한다. 계열 넷 × 성토면/절토면 2벌 = **(거리, 면적) 7쌍**
    (층따기는 성토면만이라 7쌍이다).

    층따기[성토면] · 면고르기[성토면·절토면] · 법면보호공[성토면·절토면] · 지장목제거[성토면·절토면]

    여기서 「거리」는 그 측점의 **사면길이**이고, 면적은 토적표와 **같은 평균단면적법**으로
    낸다 — 계산을 두 벌로 짜지 않는다.

법면보호공은 면고르기를 참조한다 (PLAN 8-4b)
    실무 시트에서 둘의 값이 완전히 같았는데, 그것은 **엑셀에서 면고르기 열을 복사한 것**이고
    오솔길 산출(`1.BOM`)에는 보호공 4열이 **0** 으로 비어 있었다. 즉 산출값이 아니라 참조다.
    그래서 기본은 참조로 두되 **끊을 수 있게** 한다 — 실제 보호 대상이 면고르기 대상과
    다를 수 있기 때문이다.

⚠ 반영률은 법정값이 아니다 (PLAN 8-11 · 8-10 ★)
    실무 시트가 「성토면 80 % 반영」처럼 비고란에 손으로 적어 둔 값이다. **프로그램 기본은
    100 %** 이고 설계자가 바꾼다. 실무 관측치(80/50/80)는 기본값 후보가 아니라 참고다.

⚠ 소단 평탄부는 사면적에 넣지 않는다
    면고르기·종자파종의 대상은 「사면」이고 소단은 평평한 턱이다. `SlopeSegment` 자체가
    평탄부를 빼고 나오므로 여기서 다시 거를 것이 없다. 다만 **소단이 늘수록 사면적이 줄어드는
    것이 눈에 보여야** 하므로 측점마다 소단 폭을 함께 싣는다.
"""

from __future__ import annotations

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

from B08_Quantity.B08_Quantity_Engine_SlopeLength import StationSlope

# 계열 이름 — 실무 토적표 머리글 그대로. `fill`/`cut` 은 성토면/절토면이다.
SERIES: tuple[tuple[str, tuple[str, ...]], ...] = (
    ("bench_cut", ("fill",)),  # 층따기 — 성토면만(원지반이 급한 곳을 계단으로 깎는다)
    ("face_dressing", ("fill", "cut")),  # 면고르기
    ("slope_protection", ("fill", "cut")),  # 법면보호공(종자파종)
    ("tree_removal", ("fill", "cut")),  # 지장목제거
)

# 법면보호공이 참조하는 계열 — 기본은 면고르기다(위 설명 참조).
PROTECTION_SOURCE = "face_dressing"


@dataclass(slots=True)
class SlopeRatios:
    """계열별 반영률(0~1). 기본 100 % — 실무 관측치는 참고일 뿐 기본값이 아니다.

    ⚠ TODO(미결 · PLAN 8-11) — 실무 관측 80/50/80 중 **지장목제거는 밑수가 안 맞는다**
    (성토+절토 합의 80 % = 14,061 ≠ 시트값 10,782). 밑수를 못 찾았으므로 쫓지 않고
    100 % 로 둔다. 근거가 나오면 이 값만 바꾼다.
    """

    bench_cut: float = 1.0
    face_dressing: float = 1.0
    slope_protection: float = 1.0
    tree_removal: float = 1.0

    def of(self, series: str) -> float:
        return float(getattr(self, series, 1.0))


@dataclass(slots=True)
class SlopeAreaRow:
    """측점 하나의 사면 계열 값. `lengths` 는 거리(사면길이), `areas` 는 면적."""

    chainage_m: float
    distance_m: float = 0.0
    berm_width_m: float = 0.0
    # 성토고(m) — 수평 규준틀 개소 판정(품셈 11-3 [주]① 「성토고 5m 이상」)이 쓴다.
    fill_height_m: float = 0.0
    unclosed: bool = False
    lengths: dict[str, float] = field(default_factory=dict)
    areas: dict[str, float] = field(default_factory=dict)


def _key(series: str, face: str) -> str:
    return f"{series}_{face}"


def _length_of(slope: StationSlope, series: str, face: str) -> float:
    """계열·면별 「거리」 = 그 측점의 사면길이.

    법면보호공은 면고르기를 참조한다 — 같은 사면길이를 쓴다. 끊고 싶으면 이 함수만 고친다.
    층따기는 성토면만 대상이다.
    """
    if series == "bench_cut":
        # ⚠ 층따기는 **원지반 표면**을 깎는 일이라 밑수가 성토 비탈면이 아니다
        #   (교본 6장 4절). B06 설계가 측점마다 내는 값을 그대로 쓴다.
        #   없으면 0 — 성토 사면길이로 대신 채우면 **다른 면을 세게 된다**(2026-09-09 정정).
        return slope.bench_cut_length_m if face == "fill" else 0.0
    return slope.fill_length_m if face == "fill" else slope.cut_length_m


def build_rows(
    slopes: Iterable[StationSlope], ratios: SlopeRatios | None = None
) -> list[SlopeAreaRow]:
    """측점별 사면길이 → 계열별 (거리, 면적). 면적은 토적표와 같은 평균단면적법."""
    rates = ratios or SlopeRatios()
    ordered = sorted(slopes, key=lambda s: s.chainage_m)
    rows: list[SlopeAreaRow] = []
    previous: SlopeAreaRow | None = None

    for slope in ordered:
        row = SlopeAreaRow(
            chainage_m=slope.chainage_m,
            berm_width_m=slope.berm_width_m,
            fill_height_m=slope.fill_height_m,
            unclosed=slope.unclosed,
        )
        for series, faces in SERIES:
            for face in faces:
                row.lengths[_key(series, face)] = _length_of(slope, series, face)
        if previous is not None:
            distance = slope.chainage_m - previous.chainage_m
            row.distance_m = distance
            for key, length in row.lengths.items():
                series = key.rsplit("_", 1)[0]
                before = previous.lengths.get(key, 0.0)
                # 평균단면적법 — 토적표와 같은 식이다(체적 대신 면적을 낸다).
                row.areas[key] = (before + length) / 2.0 * distance * rates.of(series)
        else:
            row.areas = {key: 0.0 for key in row.lengths}
        rows.append(row)
        previous = row
    return rows


def totals(rows: list[SlopeAreaRow]) -> dict[str, float]:
    """계열별 면적 합계. 거리(사면길이)는 합이 뜻이 없어 싣지 않는다."""
    keys = [_key(series, face) for series, faces in SERIES for face in faces]
    return {key: sum(row.areas.get(key, 0.0) for row in rows) for key in keys}


def cut_material_totals(
    slopes: Iterable[StationSlope], ratios: SlopeRatios | None = None
) -> dict[str, float]:
    """면고르기 절토면의 토사·암 몫 면적 — 같은 평균단면적법 · 같은 반영률(합 ≤ 절토면 전체)."""
    rate = (ratios or SlopeRatios()).of("face_dressing")
    ordered = sorted(slopes, key=lambda s: s.chainage_m)
    result = {"face_dressing_cut_soil": 0.0, "face_dressing_cut_rock": 0.0}
    for before, after in zip(ordered, ordered[1:]):
        distance = after.chainage_m - before.chainage_m
        for key, field_name in (
            ("face_dressing_cut_soil", "cut_soil_length_m"),
            ("face_dressing_cut_rock", "cut_rock_length_m"),
        ):
            pair = getattr(before, field_name) + getattr(after, field_name)
            result[key] += pair / 2.0 * distance * rate
    return result


def unclosed_stations(rows: list[SlopeAreaRow]) -> list[float]:
    """사면이 원지반을 못 만나 **면적이 잘린** 측점 목록.

    조용히 적게 내면 안 되는 값이라 화면이 이 목록을 그대로 보인다(PLAN 8-4b).
    같은 사유로 토적표의 절·성토 면적도 잘려 있다.
    """
    return [row.chainage_m for row in rows if row.unclosed]


def build_table(
    slopes: Iterable[StationSlope], ratios: SlopeRatios | None = None
) -> dict[str, Any]:
    """화면·API 가 그대로 쓰는 모양."""
    rates = ratios or SlopeRatios()
    slopes = list(slopes)
    rows = build_rows(slopes, rates)
    return {
        "method": "average_end_area",
        "series": [{"name": name, "faces": list(faces)} for name, faces in SERIES],
        "protection_source": PROTECTION_SOURCE,
        "ratios": {name: rates.of(name) for name, _ in SERIES},
        "rows": [
            {
                "chainage_m": row.chainage_m,
                "distance_m": row.distance_m,
                "berm_width_m": row.berm_width_m,
                "fill_height_m": row.fill_height_m,
                "unclosed": row.unclosed,
                "lengths": row.lengths,
                "areas": row.areas,
            }
            for row in rows
        ],
        "totals": {**totals(rows), **cut_material_totals(slopes, rates)},
        "unclosed_stations": unclosed_stations(rows),
        "station_count": len(rows),
    }