"""evaluation/visualize.py の仕様ベーステスト（smoke テスト）．

仕様出典:
- docs/04_SPEC/SPEC_01_アーキテクチャ設計.md（evaluation/visualize 層の責務）
- docs/01_GUIDE/GUIDE_08_テスト方針.md（可視化は smoke テストで十分）

テスト方針 (GUIDE_08):
  可視化の smoke テストは「ファイルが生成されたか」「ファイルサイズが 0 でないか」程度で十分．
  図の見栄えはテストしない．
  matplotlib.use("Agg") を pyplot の import より前に呼ぶこと．
"""

from __future__ import annotations

import matplotlib

# headless 環境でも動くよう Agg バックエンドを pyplot より前に設定する
matplotlib.use("Agg")

from pathlib import Path

import numpy

from sm_tias_lightsim.evaluation.visualize import (
    save_histogram,
    save_luminance_map,
    save_radial_profile,
    save_zone_map,
)

# ---------------------------------------------------------------------------
# テスト用ヘルパー：合成輝度配列
# ---------------------------------------------------------------------------


def _make_luminance(size: int = 16) -> numpy.ndarray:
    """テスト用の合成輝度配列（全画素 100.0 ± 小さなノイズ）を返す．

    乱数 seed を固定して再現性を保証する (GUIDE_08: seed を必ず固定する)
    """
    rng = numpy.random.RandomState(0)
    return numpy.full((size, size), 100.0) + rng.normal(0, 5, (size, size))


# ---------------------------------------------------------------------------
# 1. save_luminance_map
# ---------------------------------------------------------------------------


def test_save_luminance_map_creates_file(tmp_path: Path):
    """save_luminance_map を呼ぶと PNG ファイルが生成されること．

    仕様: 輝度マップを PNG として保存する（visualize.py save_luminance_map）
    """
    luminance = _make_luminance()
    output_path = tmp_path / "luminance_map.png"
    save_luminance_map(luminance, output_path)
    assert output_path.exists()


def test_save_luminance_map_file_not_empty(tmp_path: Path):
    """生成された PNG ファイルのサイズが 0 より大きいこと．

    仕様: 正しい PNG として書き出されること（visualize.py save_luminance_map）
    """
    luminance = _make_luminance()
    output_path = tmp_path / "luminance_map.png"
    save_luminance_map(luminance, output_path)
    assert output_path.stat().st_size > 0


# ---------------------------------------------------------------------------
# 2. save_histogram
# ---------------------------------------------------------------------------


def test_save_histogram_creates_file(tmp_path: Path):
    """save_histogram を呼ぶと PNG ファイルが生成されること．

    仕様: 輝度ヒストグラムを PNG として保存する（visualize.py save_histogram）
    """
    luminance = _make_luminance()
    output_path = tmp_path / "histogram.png"
    save_histogram(luminance, output_path)
    assert output_path.exists()


def test_save_histogram_file_not_empty(tmp_path: Path):
    """生成された histogram PNG ファイルのサイズが 0 より大きいこと．"""
    luminance = _make_luminance()
    output_path = tmp_path / "histogram.png"
    save_histogram(luminance, output_path)
    assert output_path.stat().st_size > 0


def test_save_histogram_custom_bins(tmp_path: Path):
    """bins パラメータを変えても PNG ファイルが生成されること．

    仕様: bins=50（デフォルト）（visualize.py save_histogram）
    """
    luminance = _make_luminance()
    output_path = tmp_path / "histogram_10bins.png"
    save_histogram(luminance, output_path, bins=10)
    assert output_path.exists()
    assert output_path.stat().st_size > 0


# ---------------------------------------------------------------------------
# 3. save_radial_profile
# ---------------------------------------------------------------------------


def test_save_radial_profile_creates_file(tmp_path: Path):
    """save_radial_profile を呼ぶと PNG ファイルが生成されること．

    仕様: 放射状輝度プロファイルを線グラフとして PNG に保存する
         profile shape: (n_bins, 2)，列 0: 距離，列 1: 輝度（visualize.py）
    """
    rng = numpy.random.RandomState(1)
    distances = numpy.linspace(0.0, 1.0, 20)
    luminances = 100.0 + rng.normal(0, 5, 20)
    profile = numpy.column_stack([distances, luminances])  # (20, 2)
    output_path = tmp_path / "radial_profile.png"
    save_radial_profile(profile, output_path)
    assert output_path.exists()


def test_save_radial_profile_file_not_empty(tmp_path: Path):
    """生成された radial_profile PNG ファイルのサイズが 0 より大きいこと．"""
    distances = numpy.linspace(0.0, 1.0, 20)
    luminances = numpy.linspace(120.0, 80.0, 20)  # 線形減衰
    profile = numpy.column_stack([distances, luminances])
    output_path = tmp_path / "radial_profile.png"
    save_radial_profile(profile, output_path)
    assert output_path.stat().st_size > 0


def test_save_radial_profile_with_nan_does_not_crash(tmp_path: Path):
    """NaN を含む行がある profile を渡してもクラッシュしないこと．

    仕様: 空ビンは nan で表現される（評価仕様の空ビン扱い）
    matplotlib の plot は NaN を自動でスキップする（線が途切れる挙動）ため，
    クラッシュせずにファイルが生成されること．
    """
    distances = numpy.linspace(0.0, 1.0, 20)
    luminances = numpy.linspace(120.0, 80.0, 20)
    # 空ビンを模擬するため，いくつかの行を NaN にする
    luminances[5] = float("nan")
    luminances[10] = float("nan")
    luminances[15] = float("nan")
    profile = numpy.column_stack([distances, luminances])
    output_path = tmp_path / "radial_profile_nan.png"
    save_radial_profile(profile, output_path)
    assert output_path.exists()
    assert output_path.stat().st_size > 0


# ---------------------------------------------------------------------------
# 4. save_zone_map
# ---------------------------------------------------------------------------


def test_save_zone_map_creates_file(tmp_path: Path):
    """save_zone_map を呼ぶと PNG ファイルが生成されること．

    仕様: ゾーンマップを 3 色で PNG として保存する（visualize.py save_zone_map）
         入力: int8 配列（0=center, 1=middle, 2=periphery）
    """
    from sm_tias_lightsim.evaluation.zones import classify_zones, compute_normalized_distance_map

    distance_map = compute_normalized_distance_map(16, 16)
    zone_map = classify_zones(distance_map)  # dtype: int8
    output_path = tmp_path / "zone_map.png"
    save_zone_map(zone_map, output_path)
    assert output_path.exists()


def test_save_zone_map_file_not_empty(tmp_path: Path):
    """生成された zone_map PNG ファイルのサイズが 0 より大きいこと．"""
    from sm_tias_lightsim.evaluation.zones import classify_zones, compute_normalized_distance_map

    distance_map = compute_normalized_distance_map(16, 16)
    zone_map = classify_zones(distance_map)
    output_path = tmp_path / "zone_map.png"
    save_zone_map(zone_map, output_path)
    assert output_path.stat().st_size > 0


def test_save_zone_map_accepts_all_zone_values(tmp_path: Path):
    """全 3 ゾーン（0/1/2）が含まれる zone_map を渡しても PNG が生成されること．

    仕様: 値は 0（center）, 1（middle）, 2（periphery）のいずれか（zones.py classify_zones）
    """
    # 手動で 3 ゾーン全てを含む 3x3 マップを作成する
    zone_map = numpy.array([[0, 0, 1], [0, 1, 2], [1, 2, 2]], dtype=numpy.int8)
    output_path = tmp_path / "zone_map_all_zones.png"
    save_zone_map(zone_map, output_path)
    assert output_path.exists()
    assert output_path.stat().st_size > 0


# ---------------------------------------------------------------------------
# Step 8 追加: save_zone_map のシグネチャ拡張テスト
# ---------------------------------------------------------------------------


def test_save_zone_map_luminance_none_backward_compat_creates_file(tmp_path: Path):
    """luminance=None で呼び出しても例外なく PNG が生成されること（後方互換性）．

    仕様: luminance が None の場合は zone_map のみを 3 色で塗り分けるフォールバック動作
         （visualize.py save_zone_map）
    """
    from sm_tias_lightsim.evaluation.zones import classify_zones, compute_normalized_distance_map

    distance_map = compute_normalized_distance_map(32, 32)
    zone_map = classify_zones(distance_map)
    output_path = tmp_path / "zone_map_no_luminance.png"
    save_zone_map(zone_map, output_path, luminance=None)
    assert output_path.exists()
    assert output_path.stat().st_size > 0


def test_save_zone_map_with_luminance_creates_file(tmp_path: Path):
    """luminance を渡すと例外なく PNG が生成されること（新機能）．

    仕様: luminance 指定時は背景に hot luminance + ゾーン境界線を重ねる
         （visualize.py save_zone_map）
    """
    from sm_tias_lightsim.evaluation.zones import classify_zones, compute_normalized_distance_map

    luminance = _make_luminance(size=32)
    distance_map = compute_normalized_distance_map(32, 32)
    zone_map = classify_zones(distance_map)
    output_path = tmp_path / "zone_map_with_luminance.png"
    save_zone_map(zone_map, output_path, luminance=luminance)
    assert output_path.exists()
    assert output_path.stat().st_size > 0


def test_save_zone_map_with_luminance_larger_than_without(tmp_path: Path):
    """luminance を渡したときのファイルサイズが luminance=None より大きいこと．

    仕様: luminance 指定時は背景に hot luminance + 境界線が加わるため情報量が増える
         （visualize.py save_zone_map）
    注: 厳密な画像 diff は行わず「ファイルサイズの差分」でのみ確認する．
    """
    from sm_tias_lightsim.evaluation.zones import classify_zones, compute_normalized_distance_map

    luminance = _make_luminance(size=64)
    distance_map = compute_normalized_distance_map(64, 64)
    zone_map = classify_zones(distance_map)

    path_no_lum = tmp_path / "zone_map_no_lum.png"
    path_with_lum = tmp_path / "zone_map_with_lum.png"

    save_zone_map(zone_map, path_no_lum, luminance=None)
    save_zone_map(zone_map, path_with_lum, luminance=luminance)

    size_no_lum = path_no_lum.stat().st_size
    size_with_lum = path_with_lum.stat().st_size

    # 背景輝度＋カラーバー＋境界線で情報量が増えるため，ファイルサイズも大きくなる
    assert size_with_lum > size_no_lum