import json
from itertools import groupby
from pathlib import Path

import shapely
from shapely.geometry import Polygon, box

from .coords import CHUNK_SIZE, SLICE

N = (SLICE["x1"] - SLICE["x0"]) // CHUNK_SIZE   # 12


def chunk_box(i: int, j: int) -> Polygon:
    x0 = SLICE["x0"] + i * CHUNK_SIZE
    y1 = SLICE["y1"] - j * CHUNK_SIZE
    return box(x0, y1 - CHUNK_SIZE, x0 + CHUNK_SIZE, y1)


def split_by_chunk(poly: Polygon) -> dict[tuple[int, int], Polygon]:
    out = {}
    for j in range(N):
        for i in range(N):
            part = poly.intersection(chunk_box(i, j))
            if not part.is_empty and part.area > 0.5:
                out[(i, j)] = part
    return out


def _rings(poly: Polygon, i: int, j: int) -> list[list[list[float]]]:
    """Aussenring zuerst, danach jedes Loch, in derselben Transformation.

    Ruling 34: ein Loch (z.B. ein von Strassen umschlossener Block, ein Innenhof, ein Teich
    im Park) ist genauso echte Flaeche wie der Aussenring und darf beim Zuschneiden nicht
    verschwinden - sonst wird der Block zu Asphalt, der Innenhof zu Gebaeudemasse, der Teich
    zu Wiese.

    normalize() zuerst, weil dieselbe Flaeche sonst je nach Rechenweg anders in der Datei
    steht: GEOS waehlt Ringstartpunkt und Wicklung nach Belieben. unary_union() in
    apply_street() fasst dafuer das kartenweite Strassenpolygon neu zusammen und aenderte so
    88 Chunkdateien, in denen sich geometrisch nichts bewegt hatte - symmetrische Differenz
    der Strassenvereinigung exakt 0,00 m2 in allen 88. normalize() legt beides fest
    (lexikographisch kleinster Punkt zuerst, Aussenring im Uhrzeigersinn, Loecher dagegen)
    und macht die Ausgabe damit vom Rechenweg unabhaengig.

    Die vereinheitlichte Wicklung ist unbedenklich, nachgeprueft an allen drei Verbrauchern:
    geometry.js stellt sie beim Laden ohnehin selbst her (clockwise(), Zeile 50), das
    Halbstrahl-Verfahren von pointInPolygon() in props.js kommt ohne sie aus, und PIL fuellt
    in overview.py unabhaengig von Wicklung und Startpunkt (nachgemessen, Bild bytegleich).
    """
    ox = SLICE["x0"] + i * CHUNK_SIZE
    oy = SLICE["y1"] - j * CHUNK_SIZE
    poly = shapely.normalize(poly)
    # Welt (X, Y) -> three (x, z) -> relativ zur Chunk-Ecke
    return [[[round(x - ox, 2), round(-y - (-oy), 2)] for x, y in ring.coords]
            for ring in (poly.exterior, *poly.interiors)]


def _sorted_surfaces(entries: list[dict]) -> list[dict]:
    """Belaege nur innerhalb einer Art sortieren - zwischen den Arten traegt die Reihenfolge Bedeutung.

    overview.py malt die Belaege in Listenreihenfolge uebereinander, der spaetere gewinnt. An den
    ausgelieferten Chunks ueberlappen sich verschiedene Arten auf 36.873 m2: der Parkrasen liegt
    unter Feldern (19.573 m2), Plaetzen (11.872 m2), Parkplatz (2.878 m2), Pool (539 m2) und
    Spielplatzsand (270 m2), die Stadtflaeche ueber dem Strandsand (1.729 m2). Ein Sortieren ueber
    die Arten hinweg kehrte das um und liesse die Felder unter dem Rasen verschwinden - und eine
    feste Rangfolge je Art gaebe es dafuer nicht, weil "sand" als Strand vor und als Spielplatz
    hinter "park" steht. Die Abfolge der Arten selbst steht fest im Code (run.py, SURFACE_ORDER in
    park.py) und ist damit schon eindeutig; GEOS mischt nur innerhalb einer Art.
    """
    return [entry for _, run in groupby(entries, key=lambda e: e["kind"])
            for entry in sorted(run, key=lambda e: e["poly"])]


def _line(line, i: int, j: int) -> list[list[float]]:
    """Ein Linienzug in Chunk-Koordinaten, richtungsunabhängig festgelegt.

    normalize() dreht eine Linie in eine feste Laufrichtung. Normalisieren und Sortieren ist für
    curb und edges nur zulässig, solange keine Laterne ihre Straßenseite aus der Listenposition
    wählt, sondern aus der Geometrie - Kantenrichtung und eine Prüfung gegen die Gehwegfläche.
    Bei den früheren centerlines war das nicht so, deshalb blieben sie unsortiert und
    unnormalisiert.

    Eingelöst wird die Voraussetzung erst mit einer geometriebasierten Nachfolgefunktion in
    props.js (vorgesehen als sidewalkLampPoints(), als Ablösung von vergeLampPoints()). Heute
    liest dort noch niemand curb oder edges: vergeLampPoints() wählt die Seite weiterhin über den
    geraden/ungeraden Index (Zeile 107) und läuft auf chunk.centerlines/chunk.roads. Bis zur
    Ablösung ist das hier deshalb folgenlos - nicht weil die Bedingung gälte, sondern weil noch
    kein Verbraucher zuhört.
    """
    ox = SLICE["x0"] + i * CHUNK_SIZE
    oy = SLICE["y1"] - j * CHUNK_SIZE
    return [[round(x - ox, 2), round(-y + oy, 2)] for x, y in shapely.normalize(line).coords]


def chunk_payload(i, j, *, land, surfaces, carriageway, curb, sidewalk, markings, lots,
                  bridges, edges, buildings, palms, paths=()) -> dict:
    """Ein Chunk als Ausgabestruktur, deterministisch sortiert.

    Sortiert wird nach der gerundeten Ausgabestruktur selbst, nicht nach Flaeche, Schwerpunkt oder
    Bounding-Box: nur sie ist total geordnet und ohne Sonderfall, denn zwei Eintraege mit gleichem
    Schluessel sind dann bytegleich und ihre Reihenfolge wieder egal.
    """
    ox = SLICE["x0"] + i * CHUNK_SIZE
    oy = SLICE["y1"] - j * CHUNK_SIZE
    return {
        "chunk": [i, j],
        "origin": [ox, -oy],
        "land": sorted(_rings(p, i, j) for p in land),
        "surfaces": _sorted_surfaces([{"poly": _rings(p, i, j), "kind": k} for p, k in surfaces]),
        "carriageway": sorted(({"poly": _rings(p, i, j), "klasse": k} for p, k in carriageway),
                              key=lambda c: (c["poly"], c["klasse"])),
        "curb": sorted(_line(l, i, j) for l in curb),
        "sidewalk": sorted(({"poly": _rings(p, i, j)} for p in sidewalk), key=lambda s: s["poly"]),
        "markings": sorted(({"poly": _rings(p, i, j), "art": a} for p, a in markings),
                           key=lambda m: (m["poly"], m["art"])),
        "lots": sorted(({"poly": _rings(p, i, j)} for p in lots), key=lambda l: l["poly"]),
        "bridges": sorted(({"poly": _rings(p, i, j)} for p in bridges), key=lambda b: b["poly"]),
        "edges": sorted(({"line": _line(l, i, j), "klasse": k, "breite": w, "fahrbahn": f}
                         for l, k, w, f in edges),
                        key=lambda e: (e["line"], e["klasse"], e["breite"], e["fahrbahn"])),
        "buildings": sorted(({"poly": _rings(p, i, j), "height": h["height"],
                              "source": h["source"], "speculative": s} for p, h, s in buildings),
                            key=lambda b: (b["poly"], b["height"], b["source"], b["speculative"])),
        "palms": sorted([round(x - ox, 2), round(-y + oy, 2)] for x, y in palms),
        "paths": sorted(({"poly": _rings(p, i, j)} for p in paths), key=lambda p: p["poly"]),
    }


def chunk_box_of(i: int, j: int) -> Polygon:
    return chunk_box(i, j)


def split_by_chunk_all(polys, i: int, j: int, min_area: float = 0.5):
    """Alle Anteile der übergebenen Polygone, die in Chunk (i, j) liegen.

    min_area verwirft die Splitter, die beim Zuschneiden an der Chunkgrenze entstehen. 0,5 m² passt
    für Flächen; Markierungen sind kleiner und brauchen eine eigene Grenze (run.py, chunk_markings).
    """
    cell = chunk_box(i, j)
    for poly in polys:
        part = poly.intersection(cell)
        if not part.is_empty and part.area > min_area:
            if part.geom_type == "Polygon":
                yield part
            else:
                yield from (g for g in part.geoms if g.geom_type == "Polygon" and g.area > min_area)


def in_chunk(point, i: int, j: int) -> bool:
    x0 = SLICE["x0"] + i * CHUNK_SIZE
    y1 = SLICE["y1"] - j * CHUNK_SIZE
    return x0 <= point[0] < x0 + CHUNK_SIZE and y1 - CHUNK_SIZE <= point[1] < y1


def write_debug_png(out_dir: Path, mosaic, payloads: list[dict]) -> None:
    """Ein Bild je Chunk: die extrahierten Vektoren über der Karte, zur Sichtprüfung."""
    from PIL import Image, ImageDraw
    out_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
    for payload in payloads:
        i, j = payload["chunk"]
        x0, y0 = i * CHUNK_SIZE, j * CHUNK_SIZE
        crop = Image.fromarray(mosaic[y0:y0 + CHUNK_SIZE, x0:x0 + CHUNK_SIZE]).convert("RGB")
        draw = ImageDraw.Draw(crop)
        for rings in payload["land"]:
            ring = rings[0]                     # nur der Aussenring; Loecher werden nicht gezeichnet
            draw.line([tuple(pt) for pt in ring] + [tuple(ring[0])], fill=(0, 255, 255), width=1)
        for road in payload["carriageway"]:
            ring = road["poly"][0]
            draw.line([tuple(pt) for pt in ring], fill=(255, 0, 255), width=1)
        for b in payload["buildings"]:
            ring = b["poly"][0]
            if len(ring) >= 3:
                draw.polygon([tuple(pt) for pt in ring], outline=(255, 220, 0))
        for x, z in payload["palms"]:
            draw.ellipse([x - 2, z - 2, x + 2, z + 2], outline=(0, 200, 0))
        crop.save(out_dir / f"chunk_{i}_{j}.png")


def write_chunks(out_dir: Path, payloads: list[dict], meta: dict) -> None:
    out_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
    for payload in payloads:
        i, j = payload["chunk"]
        (out_dir / f"chunk_{i}_{j}.json").write_text(json.dumps(payload, separators=(",", ":")))
    (out_dir / "manifest.json").write_text(json.dumps(meta, indent=1))