"""
Расчёт питательных сред

Этот модуль содержит функции для расчёта состава питательных сред
на основе процентов, коэффициентов конверсии и разбавления.

Основная функция: calculate_medium_composition()
"""

from typing import List, Dict, Tuple

# Константы для конверсии единиц измерения
# Базовые единицы: мкл для объёма, мг для массы
VOLUME_UNITS = {
    'нл': 0.001,     # нанолитры -> микролитры
    'мкл': 1.0,      # микролитры (база)
    'мл': 1000.0,    # миллилитры -> микролитры
    'л': 1000000.0,  # литры -> микролитры
}

MASS_UNITS = {
    'нг': 0.000001,  # нанограммы -> миллиграммы
    'мкг': 0.001,    # микрограммы -> миллиграммы
    'мг': 1.0,       # миллиграммы (база)
    'г': 1000.0,     # граммы -> миллиграммы
    'кг': 1000000.0, # килограммы -> миллиграммы
}


def convert_units(value: float, from_unit: str, to_unit: str = None) -> float:
    """
    Конвертирует значение между единицами объёма или массы
    
    Параметры:
        value: числовое значение
        from_unit: исходная единица (например "мл" или "мг")
        to_unit: целевая единица (если None, конвертирует в базовую)
    
    Возвращает:
        float: сконвертированное значение
        
    Пример:
        >>> convert_units(100, 'мл')  # конвертирует в базовую (мкл)
        100000.0
        >>> convert_units(500, 'мкл', 'мл')
        0.5
    """
    # Определяем тип единицы (объём или масса)
    if from_unit in VOLUME_UNITS:
        units_map = VOLUME_UNITS
    elif from_unit in MASS_UNITS:
        units_map = MASS_UNITS
    else:
        raise ValueError(f"Неизвестная единица измерения: {from_unit}")
    
    # Конвертируем в базовую единицу (мкл для объёма, мг для массы)
    value_in_base = value * units_map[from_unit]
    
    # Если нужна конвертация в другую единицу
    if to_unit and to_unit in units_map:
        return value_in_base / units_map[to_unit]
    
    return value_in_base


def calculate_medium_composition(
    total_volume: float,
    volume_unit: str,
    reagents: List[Dict],
    solvent_name: str = "Вода"
) -> Dict:
    """
    РАССЧИТЫВАЕТ СОСТАВ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
    
    Эта функция является основной для расчёта питательных сред.
    
    ВХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ:
    ---------------
    total_volume : float
        Общий объём/количество среды (например 1000)
    
    volume_unit : str
        Единица измерения общего объёма: "нл", "мкл", "мл", "л"
    
    reagents : List[Dict]
        Список реагентов. Каждый реагент - словарь с ключами:
        - name (str): название реагента
        - percentage (float): процентное содержание в среде (0-100)
        - unit (str): единица измерения реагента (нг, мкг, мг, г, кг, нл, мкл, мл, л)
        - dilution_factor (float): фактор разбавления (необяз., по умолч. 1.0)
        
        Пример реагента:
        {
            'name': 'Глюкоза',
            'percentage': 2.5,
            'unit': 'г',
            'dilution_factor': 1.0
        }
    
    solvent_name : str, optional
        Название растворителя (по умолчанию "Вода")
    
    ВОЗВРАЩАЕМЫЙ СЛОВАРЬ:
    --------------------
    {
        'total_volume': float,           # Исходный объём
        'total_unit': str,               # Единица измерения
        'solvent_name': str,             # Название растворителя
        'solvent_volume': float,         # Объём растворителя
        'solvent_percentage': float,     # Процент растворителя
        'reagents': List[Dict]           # Список реагентов с рассчитанными количествами
    }
    
    Каждый реагент в возвращаемом списке содержит:
        - все исходные поля
        - calculated_amount (float): рассчитанное количество реагента
        - undiluted_amount (float): количество до разбавления
        - amount_unit (str): единица измерения (скопирована из unit)
    
    ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (в CLI):
    -----------------------------
    >>> reagents = [
    ...     {'name': 'Глюкоза', 'percentage': 2.0, 'unit': 'г', 'conversion_factor': 1.0},
    ...     {'name': 'Пептон', 'percentage': 1.0, 'unit': 'г', 'conversion_factor': 1.0}
    ... ]
    >>> result = calculate_medium_composition(1000, 'мл', reagents)
    >>> print(f"Растворитель: {result['solvent_volume']} мл")
    Растворитель: 970.0 мл
    >>> for r in result['reagents']:
    ...     print(f"{r['name']}: {r['calculated_amount']} {r['unit']}")
    Глюкоза: 20.0 г
    Пептон: 10.0 г
    """
    
    # Проверка входных данных

    if total_volume <= 0:
        raise ValueError(f"Общий объём должен быть положительным: {total_volume}")
    
    if volume_unit not in VOLUME_UNITS:
        raise ValueError(f"Неизвестная единица объёма: {volume_unit}")
    
    # Суммируем проценты всех реагентов
    total_percentage = sum(r.get('percentage', 0) for r in reagents)
    
    if total_percentage > 100:
        raise ValueError(
            f"Сумма процентов ({total_percentage:.2f}%) превышает 100%"
        )
    
    # Конвертируем общий объём в базовую единицу (мкл)
    total_base = convert_units(total_volume, volume_unit)

    results = []
    total_diluted_volume_base = 0  # объём разбавленных реагентов в мкл
    
    for reagent in reagents:
        # Извлекаем параметры с значениями по умолчанию
        percentage = reagent.get('percentage', 0)
        unit = reagent.get('unit', 'мг')
#        print ("unit = ",unit)
#        conversion_factor = reagent.get('conversion_factor', 1.0)
        dilution_factor = reagent.get('dilution_factor', 1.0)
        
        # Проверяем, является ли реагент жидкостью (объём) или твёрдым веществом (масса)
        is_volume = unit in VOLUME_UNITS
        
        # 1. Объём реагента в среде (исходя из процента)
        amount_in_base = (percentage / 100) * total_base
#        print ("amount_in_base = ",amount_in_base)
        # 2. Применяем коэффициент конверсии
#        adjusted_amount_base = amount_in_base * conversion_factor
        
        # 3. Конвертируем в нужную единицу (без учёта разбавления)
#        undiluted_amount = convert_units(adjusted_amount_base, volume_unit, unit)
        undiluted_amount = convert_units(amount_in_base, 'мкл', unit)
#        print ("volume_unit = ",volume_unit)

        # 4. Применяем разбавление
        if dilution_factor <= 0:
            dilution_factor = 1.0
        diluted_amount = undiluted_amount * dilution_factor
#        print ("diluted_amount = ", diluted_amount)
        # 5. Для объёмных реагентов учитываем в расчёте растворителя
        if is_volume:
            reagent_volume_base = convert_units(diluted_amount, unit)
            total_diluted_volume_base += reagent_volume_base
        
        # Сохраняем результат
        reagent_result = reagent.copy()
        reagent_result['calculated_amount'] = diluted_amount
        reagent_result['undiluted_amount'] = undiluted_amount
        reagent_result['amount_unit'] = unit
        results.append(reagent_result)
    
    # Рассчитываем объём растворителя
    solvent_volume_base = total_base - total_diluted_volume_base
    if solvent_volume_base < 0:
        solvent_volume_base = 0
    
    solvent_volume = convert_units(solvent_volume_base, 'мкл', volume_unit)
    solvent_percentage = 100 - total_percentage
    
    return {
        'total_volume': total_volume,
        'total_unit': volume_unit,
        'solvent_name': solvent_name,
        'solvent_volume': solvent_volume,
        'solvent_percentage': solvent_percentage,
        'reagents': results
    }