help_lab/model.py

import json
from reagent import Reagent

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 Model:
    def __init__(self):
        self.total_amount = 100.0      # общее количество среды (по умолчанию — 1000 мл)
        self.amount_unit = 'мл'         # единица измерения общего количества
        self.solvent = 'Вода'           # растворитель по умолчанию
        self.reagents = []              # список реагентов

    def convert_amount(self, amount_base: float, target_unit: str, is_volume: bool) -> float:
        """
        Пересчитывает количество из базовых единиц (мкл/мкг) в целевую единицу.
        """
        if is_volume:
            conversion_factor = VOLUME_UNITS.get(target_unit, 1.0)
        else:
            conversion_factor = MASS_UNITS.get(target_unit, 1.0)

        return amount_base / conversion_factor

    def calculate_amounts(self) -> tuple:
        """
        Рассчитывает:
        1. Исходное количество реагента для неразбавленного состава
        2. Количество разбавленного реагента, которое нужно взять
        3. Количество растворителя с учётом добавленных разбавленных реагентов

        Возвращает: (список количеств разбавленных реагентов, количество растворителя, процент растворителя)
        """
        results = []

        # Проверяем, есть ли реагенты
        if not self.reagents:
            return results, self.total_amount, 100.0

        # Суммируем проценты всех реагентов
        total_percentage = sum(reagent.percentage for reagent in self.reagents)


        # Проверяем, что сумма процентов не превышает 100
        if total_percentage > 100:
            raise ValueError(f"Сумма процентов реагентов ({total_percentage:.2f}%) превышает 100%")

        # Шаг 1: Рассчитываем общий объём среды в базовых единицах (мкл)
        total_in_base = self.total_amount * VOLUME_UNITS[self.amount_unit]

        # Шаг 2: Рассчитываем количество каждого реагента для неразбавленного состава
        undiluted_amounts = []
        for reagent in self.reagents:
            # Расчёт количества реагента в базовых единицах
            amount_in_base = (reagent.percentage / 100) * total_in_base

            # Определение типа единицы измерения реагента
            is_volume = reagent.unit in VOLUME_UNITS

            # Применение коэффициента пересчёта
            adjusted_amount = amount_in_base * reagent.conversion_factor

            # Пересчёт в целевую единицу измерения
            final_amount = self.convert_amount(adjusted_amount, reagent.unit, is_volume)

            undiluted_amounts.append(final_amount)

        # Шаг 3: Рассчитываем количество разбавленного реагента, которое нужно взять
        # и общий объём вносимых разбавленных реагентов (в базовых единицах)
        diluted_amounts = []
        total_diluted_volume_base = 0

        for i, reagent in enumerate(self.reagents):
            dilution_factor = getattr(reagent, 'dilution_factor', 1.0)

            if dilution_factor <= 0:
                dilution_factor = 1.0

            # Количество разбавленного реагента = исходное количество / фактор разбавления
            diluted_amount = undiluted_amounts[i] * dilution_factor
            diluted_amounts.append(diluted_amount)

            # Вычисляем объём разбавленного реагента в базовых единицах (мкл)
            is_volume = reagent.unit in VOLUME_UNITS
            if is_volume:
                # Если реагент в объёмных единицах, его объём = diluted_amount
                reagent_volume_base = diluted_amount * VOLUME_UNITS[reagent.unit]
            else:
                # Если реагент в массовых единицах, считаем, что он вносит пренебрежимый объём
                # или можно добавить коэффициент плотности, пока игнорируем
                reagent_volume_base = 0

            total_diluted_volume_base += reagent_volume_base

        # Шаг 4: Рассчитываем количество растворителя
        # Растворитель = общий объём - объём всех разбавленных реагентов
        solvent_volume_base = total_in_base - total_diluted_volume_base

        # Переводим количество растворителя в целевую единицу измерения
        solvent_amount = solvent_volume_base / VOLUME_UNITS[self.amount_unit]

        # Если объём реагентов превышает общий объём, корректируем
        if solvent_amount < 0:
            solvent_amount = 0

        # Процент растворителя в неразбавленном составе
        solvent_percentage = 100 - total_percentage

        return diluted_amounts, solvent_amount, solvent_percentage

    def save_to_file(self, filename: str):
        """Сохраняет модель в JSON-файл"""
        data = {
            'total_amount': self.total_amount,
            'amount_unit': self.amount_unit,
            'solvent': self.solvent,
            'reagents': [
                {
                    'name': r.name,
                    'percentage': r.percentage,
                    'unit': r.unit,
                    'conversion_factor': r.conversion_factor,
                    'dilution_factor': getattr(r, 'dilution_factor', 1.0)
                } for r in self.reagents
            ]
        }
        with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f:
            json.dump(data, f, ensure_ascii=False, indent=4)

    def load_from_file(self, filename: str):
        """Загружает модель из JSON-файла"""
        with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
            data = json.load(f)

        self.total_amount = data['total_amount']
        self.amount_unit = data['amount_unit']
        self.solvent = data['solvent']
        self.reagents.clear()

        for r_data in data['reagents']:
            reagent = Reagent(
                name=r_data['name'],
                percentage=r_data['percentage'],
                unit=r_data['unit'],
                conversion_factor=r_data.get('conversion_factor', 1.0)
            )
            # Добавляем коэффициент разбавления
            reagent.dilution_factor = r_data.get('dilution_factor', 1.0)
            self.reagents.append(reagent)

    def add_reagent(self, name: str, percentage: float, unit: str, conversion_factor: float = 1.0,
                   dilution_factor: float = 1.0):
        """Добавляет новый реагент в модель"""
        reagent = Reagent(name, percentage, unit, conversion_factor)
        reagent.dilution_factor = dilution_factor
        self.reagents.append(reagent)

    def remove_reagent(self, index: int):
        """Удаляет реагент по индексу"""
        if 0 <= index < len(self.reagents):
            del self.reagents[index]

    def clear_reagents(self):
        """Очищает список реагентов"""
        self.reagents.clear()

    def get_reagent_count(self) -> int:
        """Возвращает количество реагентов в модели"""
        return len(self.reagents)

    def set_total_amount(self, amount: float, unit: str):
        """Устанавливает общее количество среды и единицу измерения"""
        self.total_amount = amount
        self.amount_unit = unit

    def set_solvent(self, solvent_name: str):
        """Устанавливает название растворителя"""
        self.solvent = solvent_name