#include <cmath>
#include <limits>
#include <vector>

#include "fiko/cam/takim.hpp"
#include "fiko/kutuk/dexel3_motor.hpp"
#include "fiko/kutuk/kutuk_motor.hpp"
#include "fiko/kutuk/zbuffer6_motor.hpp"
#include "fiko_test.hpp"

using namespace fiko;
using namespace fiko::kutuk;

namespace {

// 40x40x20 kutu kutuk, koki (0,0,0), cozunurluk 1mm.
Aabbf kutuSinir() {
  Aabbf s;
  s.asgari = {0, 0, 0};
  s.azami = {40, 40, 20};
  return s;
}

cam::Stok kutuStok() {
  cam::Stok s;
  s.tip = cam::StokTip::Kutu;
  s.boyut = {40, 40, 20};
  return s;
}

TakimGeo duzTakim(f64 cap) {
  TakimGeo t;
  t.tip = TakimGeo::Tip::Duz;
  t.cap = cap;
  t.boy = 40;  // kutugu tamamen delip gecmeye yeter
  t.eksen = {0, 0, 1};
  return t;
}

}  // namespace

// (1) Kutu kutuk hacmi ~ boyut carpimi (40*40*20 = 32000 mm^3).
FIKO_TEST(kutu_hacim) {
  Dexel3Motoru m;
  FIKO_KONTROL(m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 1.0));
  // Dolu hacmi noktaIcerideMi ile ornekle: merkez ici, disari disi.
  FIKO_KONTROL(m.noktaIcerideMi({20, 20, 10}));
  FIKO_KONTROL(!m.noktaIcerideMi({50, 20, 10}));
  FIKO_KONTROL(!m.noktaIcerideMi({20, 20, 30}));
}

// (2) Duz takim tek dalis -> kaldirilan hacim ~ silindir hacmi (tol %5).
FIKO_TEST(duz_dalis_hacim) {
  Dexel3Motoru m;
  m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 0.5);
  const f64 cap = 8.0;
  const f64 R = cap * 0.5;
  // Takimi kutugun icine 10mm derinlik dalar: uc z=20 (ust), boy 40 -> delip gecer.
  // Kutuk kalinligi 20mm, cap 8 -> silindir hacmi = pi*R^2*20.
  TakimGeo t = duzTakim(cap);
  t.boy = 40;
  // Uc konumu = takim ucu (en alt); govde +Z yonunde uzar. Delip gecmek icin
  // uc kutugun altina (z=0) inmeli -> govde [0,40] tum z=[0,20] kalinligi kaplar.
  m.takimUygula({20, 20, 0}, t);
  const f64 beklenen = 3.14159265358979 * R * R * 20.0;
  const f64 hac = m.kaldirilanHacimMm3();
  FIKO_YAKIN(hac, beklenen, beklenen * 0.05);
}

// (3) Span split: ortadan kesim -> 2 span (kopru olusumu).
FIKO_TEST(span_split_kopru) {
  Dexel3Motoru m;
  m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 1.0);
  // Kutuk sutunu z=[0,20]. Ortadan (z=8..12) kesim -> [0,8]+[12,20] iki span.
  // Bunu bir sutunda test etmek icin ince takimla ortadan yatay kesim yerine
  // dogrudan noktaIcerideMi ile dogrula: kesimden sonra orta bosluk dis olmali.
  TakimGeo t = duzTakim(6.0);
  t.boy = 4.0;      // sadece 4mm derinlik
  t.eksen = {0, 0, 1};
  m.takimUygula({20, 20, 12}, t);  // uc z=12, tepe z=16 -> [12,16] araligi cikar
  // Orta bosluk (z=14) dis, alt (z=5) ve ust (z=18) ici olmali -> 2 span.
  FIKO_KONTROL(m.noktaIcerideMi({20, 20, 5}));    // alt span
  FIKO_KONTROL(!m.noktaIcerideMi({20, 20, 14}));  // kesilen bosluk
  FIKO_KONTROL(m.noktaIcerideMi({20, 20, 18}));   // ust span (kopru)
}

// (4) Swept cizgi -> oluk hacmi makul (dikdortgen prizma yaklasik).
FIKO_TEST(swept_oluk) {
  Dexel3Motoru m;
  m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 0.5);
  TakimGeo t = duzTakim(6.0);
  t.boy = 5.0;  // uc z=15 -> govde [15,20], ust yuzeyden 5mm oluk
  // (10,20,15)->(30,20,15) ust yuzeyde 20mm boyunca oluk.
  m.sweptUygula({10, 20, 15}, {30, 20, 15}, t);
  const f64 hac = m.kaldirilanHacimMm3();
  // Oluk ~ uzunluk(20) * cap(6) * derinlik(5) = 600, uc yaricapli -> pozitif ve makul.
  FIKO_KONTROL(hac > 300.0 && hac < 900.0);
  FIKO_KONTROL(!m.supurmeCapUyarisi());  // kisa hamle cap'e takilmamali
}

// (5) isPointInMaterial undercut senaryosu (yatay kesim, YZ grid AND).
FIKO_TEST(undercut_yatay_kesim) {
  Dexel3Motoru m;
  m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 1.0);
  // Yatay eksende (X yonu) takim uygulayarak yan cepten malzeme al.
  // eksen degil, poz X yonunde bir kesim: takim +Z eksenli ama farkli sutun.
  // Basit undercut testi: bir bolgeyi bosalt, 3-grid AND ile dis dogrula.
  TakimGeo t = duzTakim(10.0);
  t.boy = 40;
  m.takimUygula({20, 20, 0}, t);  // merkez delik (uc alttan, delip gecer)
  // Delik merkezi 3 grid'de de dis olmali (AND).
  FIKO_KONTROL(!m.noktaIcerideMi({20, 20, 10}));
  // Kenar hala ici.
  FIKO_KONTROL(m.noktaIcerideMi({3, 3, 10}));
}

// (6) Gecersiz girdi (NaN eksen, ters bbox) cokmez.
FIKO_TEST(gecersiz_girdi_dayanikli) {
  Dexel3Motoru m;
  // Ters bbox -> reddedilmeli (Turkce hata), cokmemeli.
  Aabbf ters;
  ters.asgari = {40, 40, 20};
  ters.azami = {0, 0, 0};
  FIKO_KONTROL(!m.kutukKur(kutuStok(), ters, 1.0));
  FIKO_KONTROL(!m.sonHata().empty());

  // Gecerli kur, sonra NaN eksenli/NaN pozlu takim -> cokmez.
  FIKO_KONTROL(m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 2.0));
  TakimGeo t = duzTakim(8.0);
  t.eksen = {0, 0, 0};  // sifir eksen -> (0,0,1) fallback
  m.takimUygula({20, 20, 20}, t);  // cokmemeli
  const f64 nan = std::numeric_limits<f64>::quiet_NaN();
  m.takimUygula({nan, 20, 20}, t);  // NaN poz -> atla
  m.sweptUygula({nan, 0, 0}, {10, 10, 10}, t);  // NaN uc -> atla
  FIKO_KONTROL(std::isfinite(m.kaldirilanHacimMm3()));
}

// (7) Cok-span heightmap dogrulugu + bos kutuk bos mesh (NaN bbox yok).
FIKO_TEST(mesh_cokspan_ve_bos) {
  Dexel3Motoru m;
  m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 1.0);
  MeshVeri mesh;
  m.meshCikar(mesh);
  FIKO_KONTROL(mesh.vertexSayi() > 0);
  FIKO_KONTROL(mesh.ucgenSayi() > 0);
  // Sinir sonlu olmali (NaN bbox uretme gotcha).
  FIKO_KONTROL(std::isfinite(mesh.sinir.asgari.x) && std::isfinite(mesh.sinir.azami.z));

  // Bos/dejenerre kutuk -> bos mesh, NaN bbox ASLA.
  Dexel3Motoru bos;
  cam::Stok s = kutuStok();
  Aabbf dejenerre;
  dejenerre.asgari = {0, 0, 0};
  dejenerre.azami = {0, 0, 0};  // sifir hacim
  FIKO_KONTROL(bos.kutukKur(s, dejenerre, 1.0));  // basari ama bos
  MeshVeri bosMesh;
  bos.meshCikar(bosMesh);
  FIKO_KONTROL(bosMesh.vertexSayi() == 0);
  FIKO_KONTROL(!bos.noktaIcerideMi({0, 0, 0}));  // bos -> icerde degil
}

// (8) Fabrika + kip: Dexel3 + ZBuffer6 + SDF_MC gecerli, VoxelBrick nullptr.
FIKO_TEST(fabrika_kip) {
  auto d = kutukMotoruYap(KutukSimKip::Dexel3);
  FIKO_KONTROL(d != nullptr);
  FIKO_KONTROL(d->kip() == KutukSimKip::Dexel3);
  auto z = kutukMotoruYap(KutukSimKip::ZBuffer6);
  FIKO_KONTROL(z != nullptr);
  FIKO_KONTROL(z->kip() == KutukSimKip::ZBuffer6);
  auto s = kutukMotoruYap(KutukSimKip::SDF_MC);  // DALGA 4: artik gecerli
  FIKO_KONTROL(s != nullptr);
  FIKO_KONTROL(s->kip() == KutukSimKip::SDF_MC);
  FIKO_KONTROL(kutukMotoruYap(KutukSimKip::VoxelBrick) == nullptr);  // sonraki dalga
}

// ============================================================================
// ZBuffer6 CPU backend testleri (DALGA 3)
// ============================================================================

// (Z1) Kutu kutuk hacmi: +Z koridor icinde/disinda dogru (noktaIcerideMi).
FIKO_TEST(zbuf_kutu_hacim) {
  ZBuffer6Motoru m;
  FIKO_KONTROL(m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 1.0));
  FIKO_KONTROL(m.noktaIcerideMi({20, 20, 10}));   // ici
  FIKO_KONTROL(!m.noktaIcerideMi({50, 20, 10}));  // XY disi
  FIKO_KONTROL(!m.noktaIcerideMi({20, 20, 30}));  // Z disi (koridor ustu)
  FIKO_KONTROL(!m.noktaIcerideMi({20, 20, -5}));  // koridor alti
}

// (Z2) Duz takim tek dalis -> kaldirilan hacim ~ silindir hacmi (tol %5).
FIKO_TEST(zbuf_dalis_hacim) {
  ZBuffer6Motoru m;
  m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 0.5);
  const f64 cap = 8.0;
  const f64 R = cap * 0.5;
  TakimGeo t = duzTakim(cap);
  t.boy = 40;  // delip gecer (uc z=0 -> govde [0,40] tum kalinligi kaplar)
  m.takimUygula({20, 20, 0}, t);
  const f64 beklenen = 3.14159265358979 * R * R * 20.0;
  const f64 hac = m.kaldirilanHacimMm3();
  FIKO_YAKIN(hac, beklenen, beklenen * 0.05);
}

// (Z3) Delinme guard: takim tum koridoru kapsar -> piksel bosalt (near>=far).
FIKO_TEST(zbuf_delinme_guard) {
  ZBuffer6Motoru m;
  m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 0.5);
  TakimGeo t = duzTakim(10.0);
  t.boy = 40;
  m.takimUygula({20, 20, 0}, t);  // merkez delik (delip gecer)
  // Delik merkezi artik dis olmali (koridor bosaldi).
  FIKO_KONTROL(!m.noktaIcerideMi({20, 20, 10}));
  // Kenar hala ici.
  FIKO_KONTROL(m.noktaIcerideMi({3, 3, 10}));
  FIKO_KONTROL(std::isfinite(m.kaldirilanHacimMm3()));
}

// (Z4) Gecersiz girdi: ters bbox reddi + NaN eksen/poz cokmez + bos mesh NaN yok.
FIKO_TEST(zbuf_gecersiz_girdi) {
  ZBuffer6Motoru m;
  Aabbf ters;
  ters.asgari = {40, 40, 20};
  ters.azami = {0, 0, 0};
  FIKO_KONTROL(!m.kutukKur(kutuStok(), ters, 1.0));
  FIKO_KONTROL(!m.sonHata().empty());

  FIKO_KONTROL(m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 2.0));
  TakimGeo t = duzTakim(8.0);
  t.eksen = {0, 0, 0};  // sifir eksen -> (0,0,1) fallback
  m.takimUygula({20, 20, 20}, t);
  const f64 nan = std::numeric_limits<f64>::quiet_NaN();
  m.takimUygula({nan, 20, 20}, t);
  m.sweptUygula({nan, 0, 0}, {10, 10, 10}, t);
  FIKO_KONTROL(std::isfinite(m.kaldirilanHacimMm3()));

  // Mesh sonlu bbox + bos kutuk bos mesh.
  MeshVeri mesh;
  m.meshCikar(mesh);
  FIKO_KONTROL(mesh.vertexSayi() > 0);
  FIKO_KONTROL(std::isfinite(mesh.sinir.asgari.x) && std::isfinite(mesh.sinir.azami.z));

  ZBuffer6Motoru bos;
  Aabbf dejenerre;
  dejenerre.asgari = {0, 0, 0};
  dejenerre.azami = {0, 0, 0};
  FIKO_KONTROL(bos.kutukKur(kutuStok(), dejenerre, 1.0));
  MeshVeri bosMesh;
  bos.meshCikar(bosMesh);
  FIKO_KONTROL(bosMesh.vertexSayi() == 0);
  FIKO_KONTROL(!bos.noktaIcerideMi({0, 0, 0}));
}

// (Z5) CAPRAZ DOGRULAMA: ayni dalis senaryosunda Dexel3 vs ZBuffer6 hacim ±%10.
FIKO_TEST(zbuf_dexel_capraz) {
  const f64 cap = 8.0;
  TakimGeo t = duzTakim(cap);
  t.boy = 40;

  Dexel3Motoru d;
  d.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 0.5);
  d.takimUygula({20, 20, 0}, t);
  const f64 hd = d.kaldirilanHacimMm3();

  ZBuffer6Motoru z;
  z.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 0.5);
  z.takimUygula({20, 20, 0}, t);
  const f64 hz = z.kaldirilanHacimMm3();

  FIKO_KONTROL(hd > 0 && hz > 0);
  // Iki backend ayni hacmi ±%10 dogrulukla vermeli (kanonik dogruluk karsilastirmasi).
  FIKO_YAKIN(hz, hd, hd * 0.10);
}

// ============================================================================
// SIM -> KUTUK ENTEGRASYON-YAKINI (cam_simulasyon_penceresi oyma yolu)
// ----------------------------------------------------------------------------
// Sim penceresi: cam::Takim -> TakimGeo (takimGeoYap) + SimNokta dizisi ->
// swept/takimUygula batch. Bu testler UI'siz o veri akisini dogrular.
// ============================================================================

// (E1) cam::Takim -> TakimGeo donusumu: tip/cap/kose/eksen dogru tasinir.
FIKO_TEST(sim_takim_geo_donusum) {
  cam::Takim parmak;
  parmak.tip = cam::TakimTip::ParmakFreze;
  parmak.cap = 12.0;
  parmak.boy = 40.0;
  TakimGeo tg = takimGeoYap(parmak);
  FIKO_KONTROL(tg.tip == TakimGeo::Tip::Duz);
  FIKO_YAKIN(tg.cap, 12.0, 1e-6);

  cam::Takim kuresel;
  kuresel.tip = cam::TakimTip::KureselFreze;
  kuresel.cap = 8.0;
  TakimGeo tk = takimGeoYap(kuresel);
  FIKO_KONTROL(tk.tip == TakimGeo::Tip::Kuresel);
  FIKO_YAKIN(tk.cap, 8.0, 1e-6);
  // Eksen birim (gecersizse (0,0,1) fallback) — sonlu olmali.
  FIKO_KONTROL(std::isfinite(tg.eksen.z) && std::isfinite(tk.eksen.z));
}

// (E2) SimNokta dizisi -> batch swept oyma: kaldirilan hacim > 0, sinir sonlu.
// Sim penceresi kutukBatchOy mantiginin cekirdek karsiligi (isleme hamleleri swept).
FIKO_TEST(sim_batch_oyma_hacim) {
  Dexel3Motoru m;
  m.kutukKur(kutuStok(), kutuSinir(), 0.5);

  cam::Takim t;
  t.tip = cam::TakimTip::ParmakFreze;
  t.cap = 6.0;
  TakimGeo tg = takimGeoYap(t);
  tg.boy = 5.0;  // uc z=15 -> ust yuzeyde 5mm oluk

  // SimNokta konumlari (ust yuzeyde dikdortgen tarama, isleme hamleleri).
  std::vector<Vec3d> yol = {
      {8, 10, 15}, {32, 10, 15}, {32, 20, 15}, {8, 20, 15}, {8, 30, 15}, {32, 30, 15}};

  // Batch: onceki nokta -> guncel nokta swept (ilk nokta konumlama).
  bool sonVar = false;
  Vec3d son{};
  for (const Vec3d& p : yol) {
    if (sonVar) m.sweptUygula(son, p, tg);
    son = p;
    sonVar = true;
  }
  const f64 hac = m.kaldirilanHacimMm3();
  FIKO_KONTROL(hac > 0.0);              // batch oyma sonrasi hacim > 0
  FIKO_KONTROL(std::isfinite(hac));

  // Mesh cikar: sinir sonlu (NaN fit gotcha yok), ucgen var.
  MeshVeri mesh;
  m.meshCikar(mesh);
  FIKO_KONTROL(mesh.ucgenSayi() > 0);
  FIKO_KONTROL(std::isfinite(mesh.sinir.asgari.x) && std::isfinite(mesh.sinir.azami.z));
}