# core/experiment.py
"""
Класс ExperimentDesign для хранения шагов и матрицы плана,
а также генерации экспериментальных смесей.
"""
from core.classes import Mixture, Ingredient, IngredientInfo

class ExperimentDesign:
    def __init__(self, steps=None, plan=None):
        self.steps = steps if steps is not None else []
        self.plan = plan if plan is not None else []

    def set_steps(self, steps):
        """
        Устанавливает шаги для всех факторов (ингредиентов кроме растворителя).
        Каждый шаг должен быть >= 0. Нулевые шаги означают, что данный ингредиент не является фактором.
        """
        for s in steps:
            if s < 0:
                raise ValueError("Step cannot be negative")
        self.steps = list(steps)

    def _active_indices(self):
        """Возвращает список индексов (в self.steps) с шагом > 0."""
        return [i for i, s in enumerate(self.steps) if s > 0]

    def _active_steps(self):
        """Возвращает список шагов > 0."""
        return [s for s in self.steps if s > 0]

    def generate_plan(self, k=None):
        """
        Генерирует полный факторный план 2^k, где k - число активных факторов (шагов > 0).
        Если k не указано, вычисляется автоматически.
        Если активных факторов < 2, выбрасывает ValueError.
        """
        active = self._active_steps()
        if k is None:
            k = len(active)
        if k < 2:
            raise ValueError(f"Need at least 2 active factors (steps > 0), but got {k}")
        from core.doe import ffe
        self.plan = ffe(k)

    def get_experiment_mixture(self, mixture, exp_index):
        """
        Возвращает Mixture для опыта с индексом exp_index (0-based).
        Изменяются только те ингредиенты, у которых шаг > 0.
        """
        if not self.plan or not self.steps:
            raise ValueError("Plan or steps not set")
        if exp_index >= len(self.plan):
            raise IndexError("Experiment index out of range")

        active_indices = self._active_indices()
        active_steps = self._active_steps()
        if len(active_indices) != len(self.plan[0]):
            raise ValueError("Number of active steps does not match plan columns")

        base_percents = [info.value for info in mixture.ings]
        new_percents = base_percents.copy()

        for col, idx_in_steps in enumerate(active_indices):
            factor = self.plan[exp_index][col]
            ingredient_idx = idx_in_steps + 1
            delta = active_steps[col] * factor
            new_percents[ingredient_idx] = base_percents[ingredient_idx] + delta

        new_ings = []
        for i, info in enumerate(mixture.ings):
            new_ings.append(
                IngredientInfo(
                    ingredient=Ingredient(name=info.name, unit=info.unit, value=new_percents[i]),
                    dilution=info.dilution,
                    density=info.density
                )
            )

        temp_mixture = Mixture(
            solvent=new_ings[0],
            ings=new_ings[1:],
            total_amount=mixture.total_amount,
            total_unit=mixture.total_unit
        )
        return temp_mixture

    def get_all_mixtures(self, mixture):
        """Возвращает список Mixture для всех опытов."""
        return [self.get_experiment_mixture(mixture, i) for i in range(len(self.plan))]

    def to_dict(self):
        return {
            "steps": self.steps,
            "plan": self.plan
        }

    @classmethod
    def from_dict(cls, data):
        return cls(steps=data.get("steps", []), plan=data.get("plan", []))