import json


VOLUME_UNITS = {
    'нл': 0.001,   # 1 нл = 0.001 мкл
    'мкл': 1.0,    # базовая единица объёма
    'мл': 1000.0, # 1 мл = 1000 мкл
    'л': 1000000.0  # 1 л = 1 000 000 мкл
}

MASS_UNITS = {
    'нг': 0.000001,   # 1 нг = 0.001 мкг
    'мкг': 0.001,   # базовая единица массы
    'мг': 1.0,  # 1 мг = 1000 мкг
    'г': 1000.0, # 1 г = 1 000 000 мкг
    'кг': 1000000.0  # 1 кг = 1 000 000 000 мкг
}

class Reagent:
    def __init__(self, name: str, percentage: float, unit: str, conversion_factor: float = 1.0):
        self.name = name
        self.percentage = percentage
        self.unit = unit
        self.conversion_factor = conversion_factor

    def to_dict(self):
        """Преобразует реагент в словарь для сохранения в JSON"""
        return {
            'name': self.name,
            'percentage': self.percentage,
            'unit': self.unit,
            'conversion_factor': self.conversion_factor
        }

    @classmethod
    def from_dict(cls, data):
        """Создаёт реагент из словаря, загруженного из JSON"""
        return cls(
            name=data['name'],
            percentage=data['percentage'],
            unit=data['unit'],
            conversion_factor=data['conversion_factor']
        )

class Model:
    def __init__(self):
        self.reagents = []
        self.total_amount = 1000.0  # по умолчанию 1000 мл
        self.amount_unit = "мл"
        self.solvent = "Вода"
    def convert_amount(self, amount_mkl_or_mkg: float, target_unit: str, is_volume: bool) -> float:
        """
        Пересчитывает количество из базовых единиц (мкл/мкг) в целевую единицу.

        Args:
            amount_mkl_or_mkg: количество в базовых единицах (мкл или мкг)
            target_unit: целевая единица измерения
            is_volume: True — объём, False — масса

        Returns:
        Количество в целевой единице
        """
        if is_volume:
            conversion_factor = VOLUME_UNITS.get(target_unit, 1.0)
        else:
            conversion_factor = MASS_UNITS.get(target_unit, 1.0)

        return amount_mkl_or_mkg / conversion_factor

    def add_reagent(self, reagent: Reagent):
        """Добавляет реагент в список"""
        self.reagents.append(reagent)

    def calculate_amounts(self) -> list:
        """
        Рассчитывает абсолютное количество каждого реагента с учётом единиц измерения.
        Возвращает список количеств в единицах измерения реагента.
        """
        results = []
        for reagent in self.reagents:
            # Базовый расчёт в процентах от общего количества
            base_amount = (reagent.percentage / 100) * self.total_amount

            # Определяем, объём или масса
            is_volume = reagent.unit in VOLUME_UNITS
            is_mass = reagent.unit in MASS_UNITS
            if is_volume:
                # Переводим общее количество среды в мкл для расчёта
                total_in_mkl = self.total_amount * VOLUME_UNITS[self.amount_unit]
                # Расчёт в мкл
                amount_in_mkl = (reagent.percentage / 100) * total_in_mkl
                # Переводим обратно в единицы реагента
                final_amount = self.convert_amount(amount_in_mkl, reagent.unit, True)
            elif is_mass:
                # Переводим общее количество среды в мкг для расчёта (если среда в единицах объёма,
                # предполагаем плотность = 1 г/мл)
                if self.amount_unit in VOLUME_UNITS:
                    # Предполагаем плотность 1 г/мл: 1 мл ≈ 1 г
                    total_in_mkg = self.total_amount * VOLUME_UNITS[self.amount_unit]  # в мкл
                    total_in_mkg *= 1000  # переводим в мкг (1 мкл воды ≈ 1 мкг)
                else:
                    total_in_mkg = self.total_amount * MASS_UNITS[self.amount_unit]

                # Расчёт в мкг
                amount_in_mkg = (reagent.percentage / 100) * total_in_mkg
                # Переводим в единицы реагента
                final_amount = self.convert_amount(amount_in_mkg, reagent.unit, False)
            else:
                # Если единица неизвестна, возвращаем базовый расчёт
                final_amount = base_amount

            results.append(final_amount)
        return results


    def get_solvent_info(self) -> dict:
        """Возвращает информацию о растворителе: процент и количество"""
        total_percentage = sum(r.percentage for r in self.reagents)
        solvent_percentage = max(0, 100 - total_percentage)  # не меньше 0%
        solvent_amount = (solvent_percentage / 100) * self.total_amount
        return {
            'percentage': solvent_percentage,
            'amount': solvent_amount,
            'unit': self.amount_unit
        }

    def save_to_file(self, filename: str):
        """Сохраняет состав среды в JSON‑файл"""
        data = {
            'total_amount': self.total_amount,
            'amount_unit': self.amount_unit,
            'solvent': self.solvent,
            'reagents': [r.to_dict() for r in self.reagents]
        }
        with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f:
            json.dump(data, f, ensure_ascii=False, indent=2)

    def load_from_file(self, filename: str):
        """Загружает состав среды из JSON‑файла"""
        with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
            data = json.load(f)
        # Восстанавливаем данные модели
        self.total_amount = data['total_amount']
        self.amount_unit = data['amount_unit']
        self.solvent = data['solvent']
        # Очищаем и заполняем список реагентов
        self.reagents.clear()
        for reagent_data in data['reagents']:
            reagent = Reagent.from_dict(reagent_data)
            self.reagents.append(reagent)