"""两半画面之间的坐标换算：平移量 = 目标视图左上角 − 造影视图左上角（任务书 02 第一阶段第 1 条）。

后两条照搬旧 test_ceus_mapping（去掉锚点配置参数，断言不变）；其余是新写的手算测试。
旧文件里依赖锚点、有效区或缩放的用例不再成立，已删（见任务书 02 执行报告）。
"""

import cv2
import numpy as np
import pytest

from cadx.ceus import (
    CeusConfig,
    ViewRect,
    map_source_mask_to_target,
    polygon_to_mask,
    split_views,
    target_polygons_to_source,
    view_offset,
)
from conftest import load_ceus_section


def _largest_external_contour(mask: np.ndarray) -> np.ndarray:
    """从二值 mask 取面积最大的外轮廓，返回 ``(N, 2)`` 的 ``float32`` 顶点序列。

    参数：
        mask: ``dtype=bool`` 的二值 mask。

    返回：
        最大外轮廓顶点 ``(x, y)``（``float32``）；用于真往返中把 target mask 还原成多边形喂逆向。
    """
    contours, _ = cv2.findContours(
        mask.astype(np.uint8), cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE
    )
    assert contours, "target mask 应非空，才能提取外轮廓做逆向往返。"
    largest = max(contours, key=cv2.contourArea)
    return largest.reshape(-1, 2).astype(np.float32)


def _bbox(points: np.ndarray) -> tuple[float, float, float, float]:
    """返回顶点序列的包围盒 ``(x_min, x_max, y_min, y_max)``（往返形状比对用）。"""
    return (
        float(points[:, 0].min()),
        float(points[:, 0].max()),
        float(points[:, 1].min()),
        float(points[:, 1].max()),
    )


def test_map_source_mask_to_target_translates_into_target_effective() -> None:
    """source 视图局部 mask 经映射落入 target 有效区局部坐标，形状为 target_eff 尺寸。"""
    # source view = 整个左半区 [0,100)×[0,100)；有效区同 view（无黑边）。
    source_view = ViewRect(0, 0, 100, 100)
    target_eff = ViewRect(100, 0, 200, 100)

    source_mask = np.zeros((100, 100), dtype=bool)
    source_mask[30:50, 20:40] = True  # source 局部一个方块

    target_mask = map_source_mask_to_target(source_mask, source_view, target_eff)

    assert target_mask.dtype == bool
    assert target_mask.shape == (target_eff.height, target_eff.width)
    # 同尺寸有效区 + 无偏移：target 局部方块应与 source 局部方块同位置。
    ys, xs = np.where(target_mask)
    assert int(xs.min()) == 20 and int(xs.max()) == 39
    assert int(ys.min()) == 30 and int(ys.max()) == 49


def test_real_roundtrip_same_size_no_offset_restores_polygon() -> None:
    """真往返（同尺寸有效区、无 offset）：多边形→栅格化→正向→提轮廓→逆向，近似还原。

    不再假造 target 多边形：从正向 ``map_source_mask_to_target`` 的真实输出 mask 里
    用 ``cv2.findContours`` 提最大外轮廓喂逆向，端到端串起正向(mask)→逆向(polygon)。
    栅格化 + 轮廓提取带量化误差，容差放宽到 ~2px，但 assert 包围盒近似还原。
    """
    source_view = ViewRect(0, 0, 120, 100)
    target_eff = ViewRect(120, 0, 240, 100)

    # 已知 source 视图局部多边形（远离边界，避免 clip 干扰往返）。
    source_polygon = np.array(
        [[20.0, 30.0], [60.0, 25.0], [70.0, 70.0], [25.0, 65.0]], dtype=np.float32
    )

    # 正向：source 局部多边形 → 栅格化 mask → 映射到 target 有效区局部 mask。
    source_mask = polygon_to_mask(source_polygon, source_view.height, source_view.width)
    target_mask = map_source_mask_to_target(source_mask, source_view, target_eff)
    assert target_mask.sum() > 0

    # 从真实 target mask 提最大外轮廓得 target 多边形，再逆向映回 source 视图局部。
    target_polygon = _largest_external_contour(target_mask)
    [back_to_source] = target_polygons_to_source([target_polygon], source_view, target_eff)

    # 形状/包围盒近似还原（栅格化+轮廓量化误差 ≤2px）。
    np.testing.assert_allclose(_bbox(back_to_source), _bbox(source_polygon), atol=2.0)


def _seam_frames(width: int, height: int, split_x: int) -> list[np.ndarray]:
    """合成几帧左右分屏画面：两半是不同的常量灰度，`split_x` 处一列纯黑缝。"""
    frame = np.zeros((height, width, 3), dtype=np.uint8)
    frame[:, :split_x] = 180
    frame[:, split_x + 1 :] = 120
    return [frame.copy() for _ in range(5)]


# 三种宽度（40 例里有 5 种），分屏线在正中：右半左上角 x = W/2，平移量手算为 (W/2, 0)。
@pytest.mark.parametrize(
    ("width", "expected_dx"),
    [(1856, 928), (1280, 640), (1024, 512)],
)
def test_view_offset_is_difference_of_view_top_left_corners(width: int, expected_dx: int) -> None:
    config = CeusConfig.model_validate(load_ceus_section())
    _, left, right = split_views(_seam_frames(width, 200, expected_dx), config.views)
    assert view_offset(left, right) == (expected_dx, 0)
    assert view_offset(right, left) == (-expected_dx, 0)


@pytest.mark.parametrize(
    ("width", "split_x", "box_x1", "expected_target_x1"),
    [
        # 造影在左半：整帧 x=300 的框挪到右半，整帧 x = 300 + 928 = 1228。
        (1856, 928, 300, 1228),
        # 造影在左半：整帧 x=300 → 300 + 640 = 940。
        (1280, 640, 300, 940),
        # 造影在左半：整帧 x=100 → 100 + 512 = 612。
        (1024, 512, 100, 612),
    ],
)
def test_mask_moves_by_view_offset_in_frame_coordinates(
    width: int, split_x: int, box_x1: int, expected_target_x1: int
) -> None:
    left = ViewRect(0, 0, split_x, 200)
    right = ViewRect(split_x, 0, width, 200)
    source_mask = np.zeros((left.height, left.width), dtype=bool)
    source_mask[50:80, box_x1 - left.x1 : box_x1 - left.x1 + 40] = True

    target_mask = map_source_mask_to_target(source_mask, left, right)

    ys, xs = np.where(target_mask)
    assert int(xs.min()) + right.x1 == expected_target_x1
    assert int(xs.max()) + right.x1 == expected_target_x1 + 39
    assert (int(ys.min()), int(ys.max())) == (50, 79)


def test_mask_moves_from_right_half_to_left_half() -> None:
    """造影在右半：1856 宽、分屏线 928，整帧 x=1000 的框挪到左半，整帧 x = 1000 − 928 = 72。"""
    left = ViewRect(0, 0, 928, 200)
    right = ViewRect(928, 0, 1856, 200)
    source_mask = np.zeros((right.height, right.width), dtype=bool)
    source_mask[10:20, 1000 - 928 : 1040 - 928] = True

    target_mask = map_source_mask_to_target(source_mask, right, left)

    ys, xs = np.where(target_mask)
    assert (int(xs.min()), int(xs.max())) == (72, 111)
    assert (int(ys.min()), int(ys.max())) == (10, 19)


def test_polygons_move_back_by_negative_view_offset() -> None:
    """右半局部 (40, 30) 的点挪回左半：整帧 (968, 30) − 928 = (40, 30)；超出左半的点裁到边界。"""
    left = ViewRect(0, 0, 928, 200)
    right = ViewRect(928, 0, 1856, 200)
    polygon = np.array([[40.0, 30.0], [60.0, 30.0], [927.0, 250.0]], dtype=np.float32)

    [back] = target_polygons_to_source([polygon], left, right)

    np.testing.assert_allclose(back, [[40.0, 30.0], [60.0, 30.0], [927.0, 199.0]])


def test_mask_crops_when_target_half_is_narrower() -> None:
    """宽度为奇数时右半比左半窄 1 像素：不缩放，超出右半的那一列裁掉。"""
    left = ViewRect(0, 0, 101, 50)
    right = ViewRect(101, 0, 201, 50)
    source_mask = np.zeros((50, 101), dtype=bool)
    source_mask[:, 99:101] = True

    target_mask = map_source_mask_to_target(source_mask, left, right)

    assert target_mask.shape == (50, 100)
    assert np.where(target_mask)[1].tolist() == [99] * 50