MVP1/Assets/Scripts/Modules/Population/PopulationService.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Globalization;
using System.Text;

// МОДУЛЬ НАСЕЛЕНИЯ: сколько в городе людей, кто где работает, сколько едят и как прирастают.
// Документ: Docs/Modules/Population.md. Без Unity: правила те же, что будут на сервере.
//
// Люди города = жители (этот модуль) + воины (модуль Армии). Воин -- тоже человек: он ест (0.2 еды в час)
// и входит в общее население, но хранится в Армии, чтобы один человек не был записан в двух местах.
// Жители: работать может любой житель (общего ограничения нет, регламент 31.10) -- рабочих ограничивают
// свободные жители и рабочие места в зданиях. Стартовый город: 120 рабочих из 270 жителей.
//
// Каждый человек ровно в одной группе (регламент 31.10):
//   свободный житель  = Civilians - Workers   (Idle)
//   рабочий           = Workers               (jobs[], только из жителей: SetWorkers берёт не больше свободных)
//   новобранец        = InTraining            (TryRecruit забирает только свободных, рабочих не трогает)
//   воин              = Soldiers              (хранит Армия: в городе, в походах и раненые; RecruitsTrained убирает новобранцев до зачисления в Армию)
//   Total = Civilians + InTraining + Soldiers -- сумма всех групп.
// Рабочие места сами не заполняются: только стартовая расстановка (AutoFillAll, один раз), дальше -- игрок.
// Найм воина: свободный житель уходит в Казармы (InTraining), после обучения его считает Армия. Резерв не нанять.
//
// Время -- только из GameClock. Расчёт идёт кусками по 10 минут: раз в несколько секунд в игре,
// при входе в игру (офлайн-прогресс) и при перемотке в отладочной панели -- правила одни и те же.
// В каждом куске: сначала добыча (IProduction), потом еда, потом прирост.
public sealed class PopulationService : IPopulation, ISaveParticipant
{
    const long SecondsPerHour = 3600;
    const long StepSeconds = 600;   // офлайн-время считаем кусками по 10 минут -- так же, как в игре
    const double Epsilon = 1e-9;

    readonly PopulationRules rules;

    int civilians;
    readonly int[] jobs = new int[WorkJobs.Count]; // рабочих по профессиям
    bool jobsInitialized;    // рабочих хоть раз расставляли (старому сохранению расставим сами)
    int houseLevels;         // сумма уровней Домов в городе (сообщает App/CitySync)
    double growthProgress;   // накопленная доля следующего человека (0..1)
    double foodOwed;         // съедено, но ещё не списано со склада (меньше 1 еды)
    long lastTickUnix;       // до какого момента население уже посчитано; 0 -- ещё ни разу
    bool starving;
    int inTraining;          // люди, взятые из жителей в Казармы и ещё не обученные
    // История голода: отрезки [начало, конец) в Unix-секундах, конец 0 -- голод идёт сейчас.
    // Нужна Бою: поход мог дойти до цели, пока игра была закрыта, и голод считается на момент боя.
    readonly List<long[]> famine = new List<long[]>();
    bool startingKitGiven;   // стартовое войско и ресурсы новой игры уже выданы (или это старое сохранение)

    public PopulationService(PopulationRules rules)
    {
        this.rules = rules ?? new PopulationRules();
        SetStartState();
    }

    public PopulationRules Rules => rules;
    public long LastTickUnix => lastTickUnix;
    public bool RestoredFromSave { get; private set; }
    public bool JobsInitialized => jobsInitialized;
    public int HouseLevels => houseLevels;

    // ---------------- Контракт IPopulation ----------------

    public int Civilians => civilians;

    public int Workers
    {
        get { int n = 0; foreach (var j in jobs) n += j; return n; }
    }

    public int Idle => Math.Max(0, civilians - Workers);

    // Работать может любой житель: общего ограничения нет (регламент 31.10).
    // Рабочих ограничивают свободные жители и рабочие места (IProduction.Slots).
    public int Workforce => civilians;

    public int FreeWorkers => Math.Max(0, Workforce - Workers);

    public int Soldiers
    {
        get
        {
            if (!GameServices.TryGet(out IArmy army)) return 0;
            return army.SoldiersAtHome + army.TroopsInMarches + army.WoundedTotal; // раненые -- тоже люди (решения 31.10, п. 7)
        }
    }

    public int Total => civilians + inTraining + Soldiers;

    // ---------------- Найм воинов ----------------

    public int InTraining => inTraining;

    public int CivilianReserve
    {
        get
        {
            int level = GameServices.TryGet(out ISettlement settlement) ? Math.Max(1, settlement.TownHallLevel) : 1;
            int[] table = rules.CivilianReserveByTownHallLevel;
            if (table == null || table.Length == 0) return 0;
            return Math.Max(0, table[Math.Min(level, table.Length) - 1]);
        }
    }

    // Берём только свободных (Idle -- не на работе): рабочих сначала надо снять с профессии
    public int Recruitable => Math.Max(0, Idle - CivilianReserve) / Math.Max(1, rules.PeoplePerSoldier);

    public bool TryRecruit(int soldiers)
    {
        if (soldiers <= 0 || soldiers > Recruitable) return false;
        int people = soldiers * Math.Max(1, rules.PeoplePerSoldier);
        civilians -= people;
        inTraining += people;
        ClampJobs(); // жителей меньше -- рабочих тоже может стать меньше
        Changed();
        return true;
    }

    public bool CompleteTraining(int troopType, int soldiers)
    {
        if (soldiers <= 0) return false;
        int people = soldiers * Math.Max(1, rules.PeoplePerSoldier);
        if (people > inTraining) return false;                        // столько новобранцев нет (повтор или ошибка)
        if (!GameServices.TryGet(out IArmy army)) return false;

        // Сначала убираем из Казарм, потом отдаём в Армию: событие Армии увидит уже правильную сумму.
        // Армия не приняла -- возвращаем новобранцев, как было.
        inTraining -= people;
        int before = army.SoldiersAtHome;
        army.AddTroops(troopType, soldiers);
        if (army.SoldiersAtHome - before != soldiers)
        {
            inTraining += people;
            return false;
        }
        Changed();
        return true;
    }

    public void RecruitsTrained(int soldiers)
    {
        if (soldiers <= 0) return;
        // Заказы, начатые до найма из жителей (старое сохранение), людей не брали -- уходить в минус нельзя
        inTraining = Math.Max(0, inTraining - soldiers * Math.Max(1, rules.PeoplePerSoldier));
        Changed();
    }

    public int HousingCap
    {
        get
        {
            int level = GameServices.TryGet(out ISettlement settlement) ? Math.Max(1, settlement.TownHallLevel) : 1;
            return rules.HousingBase + rules.HousingPerTownHallLevel * (level - 1) + rules.HousingPerHouseLevel * houseLevels;
        }
    }

    public float FoodPerHour => (float)FoodPerHourExact(Soldiers);
    public float GrowthPerHour => starving || Total >= HousingCap ? 0f : (float)rules.GrowthPerHour;
    public bool IsStarving => starving;

    public bool WasStarvingAt(long unixTime)
    {
        if (lastTickUnix == 0 || unixTime >= lastTickUnix) return starving; // ещё не посчитано -- как сейчас
        foreach (var f in famine)
            if (unixTime >= f[0] && (f[1] == 0 || unixTime < f[1])) return true;
        return false;
    }

    // Голод начался или кончился в момент unix (вызывается из расчёта на каждом шаге)
    void RecordFamine(bool nowStarving, long unix)
    {
        long[] open = famine.Count > 0 && famine[famine.Count - 1][1] == 0 ? famine[famine.Count - 1] : null;
        if (nowStarving && open == null) famine.Add(new[] { unix, 0L });
        else if (!nowStarving && open != null) open[1] = unix;
    }

    // Отрезки, закончившиеся раньше, чем 48 часов назад, Бою уже не понадобятся
    void PruneFamine(long unixNow)
    {
        long keepFrom = unixNow - (long)rules.MaxOfflineHours * SecondsPerHour;
        famine.RemoveAll(f => f[1] != 0 && f[1] <= keepFrom);
    }

    double FoodPerHourExact(int soldiers)
    {
        // Обучающиеся в Казармах едят как воины
        return civilians * rules.FoodPerCivilianPerHour + SoldiersFood(soldiers) + inTraining * rules.FoodPerSoldierPerHour;
    }

    // Воины (в городе, в походах и раненые) едят по норме своего типа, если она задана (решения 01.11, п. 4)
    double SoldiersFood(int soldiers)
    {
        var table = rules.FoodPerTroopTypePerHour;
        if (table == null || table.Length == 0 || !GameServices.TryGet(out IArmy army)) return soldiers * rules.FoodPerSoldierPerHour;
        double food = 0;
        for (int t = 0; t < army.TypeCount; t++)
            food += army.GetAllTroops(t) * (t < table.Length ? table[t] : rules.FoodPerSoldierPerHour);
        return food;
    }

    public int GetWorkers(WorkJob job)
    {
        int j = (int)job;
        return j >= 0 && j < WorkJobs.Count ? jobs[j] : 0;
    }

    public int SetWorkers(WorkJob job, int count)
    {
        int j = (int)job;
        if (j < 0 || j >= WorkJobs.Count) return 0;

        int limit = jobs[j] + FreeWorkers;                      // только свободные жители: не воины, не новобранцы, не уже работающие
        int slots = SlotsFor(job);
        if (slots >= 0) limit = Math.Min(limit, slots);         // и больше, чем мест в зданиях
        int value = Math.Max(0, Math.Min(count, limit));
        if (value != jobs[j])
        {
            jobs[j] = value;
            jobsInitialized = true;
            WorkersChanged();
        }
        return jobs[j];
    }

    // Мест для профессии: -1 -- модуль добычи не подключён (тесты без него), ограничения нет
    static int SlotsFor(WorkJob job)
    {
        return GameServices.TryGet(out IProduction production) ? production.Slots(job) : -1;
    }

    public void Tick(long unixNow)
    {
        if (lastTickUnix == 0)
        {
            lastTickUnix = unixNow; // первый расчёт: отсюда и считаем
            Changed();
            return;
        }

        long elapsed = unixNow - lastTickUnix;
        if (elapsed < 0)
        {
            // Часы ушли назад (сброс отладочной перемотки, перевод часов на телефоне) -- просто продолжаем с "сейчас"
            lastTickUnix = unixNow;
            return;
        }
        if (elapsed == 0) return;

        long max = (long)rules.MaxOfflineHours * SecondsPerHour;
        if (elapsed > max) elapsed = max;

        Simulate(unixNow - elapsed, elapsed);
        lastTickUnix = unixNow;
        PruneFamine(unixNow);
    }

    // ---------------- Расчёт ----------------

    void Simulate(long startUnix, long seconds)
    {
        if (!GameServices.TryGet(out IEconomy economy)) return; // без склада считать нечего
        GameServices.TryGet(out IProduction production);

        int totalBefore = Total;
        bool starvingBefore = starving;
        int soldiers = Soldiers;

        long remaining = seconds;
        long stepStart = startUnix;
        while (remaining > 0)
        {
            long step = Math.Min(remaining, StepSeconds);
            remaining -= step;
            double hours = step / (double)SecondsPerHour;

            // 0. Добыча: рабочие приносят ресурсы (в том числе еду) -- до того, как город поест
            production?.Produce(hours);

            // 1. Едим. Со склада списываются только целые единицы, доли копятся здесь (foodOwed):
            //    склад хранит float, и тысячи мелких списаний по 0.02 давали бы ошибку округления.
            foodOwed += FoodPerHourExact(soldiers) * hours;
            int portion = (int)Math.Floor(foodOwed + Epsilon);
            double have = economy.Get(ResourceType.Food);
            bool fed;
            if (portion <= 0)
            {
                fed = have >= foodOwed - Epsilon; // пока едим из уже взятого -- голод, только если склад пуст
            }
            else if (have >= portion)
            {
                economy.Add(ResourceType.Food, -portion);
                foodOwed -= portion;
                fed = true;
            }
            else
            {
                int rest = (int)Math.Floor(have);
                if (rest > 0) economy.Add(ResourceType.Food, -rest); // доедаем остатки
                foodOwed = 0; // долг за голодное время не копим
                fed = false;
            }
            starving = !fed;
            RecordFamine(starving, stepStart); // голод начался (кончился) в этом куске -- запоминаем его начало
            stepStart += step;

            // 2. Прирост -- только сытым и только до предела жилья. Что ещё бывает при голоде -- решит команда.
            if (fed)
            {
                int room = HousingCap - (civilians + inTraining + soldiers);
                if (room > 0)
                {
                    growthProgress += rules.GrowthPerHour * hours;
                    int born = (int)Math.Floor(growthProgress + Epsilon);
                    if (born > 0)
                    {
                        growthProgress = Math.Max(0, growthProgress - born);
                        civilians += Math.Min(born, room);
                    }
                }
                else
                {
                    growthProgress = 0; // упёрлись в предел -- не копим "запас" людей
                }
            }
        }

        if (starving != starvingBefore) EventBus.Publish(new StarvationChangedEvent { IsStarving = starving });
        if (Total != totalBefore) Changed();
    }

    // ---------------- Рабочие: расстановка ----------------

    // Стартовая расстановка -- единственное автоматическое заполнение мест (регламент 31.10).
    // Один раз: в новой игре или при первой загрузке старого сохранения (пока JobsInitialized == false).
    // Свободных -- поровну по всем местам, всего не больше StartWorkers (120). Новые места после стройки
    // и улучшения остаются пустыми, пока игрок сам не поставит рабочих.
    public void AutoFillAll()
    {
        bool changed = false;
        bool progress = true;
        int cap = Math.Max(Workers, rules.StartWorkers);
        while (FreeWorkers > 0 && Workers < cap && progress)
        {
            progress = false;
            for (int j = 0; j < WorkJobs.Count && FreeWorkers > 0 && Workers < cap; j++)
            {
                int slots = SlotsFor((WorkJob)j);
                if (slots >= 0 && jobs[j] >= slots) continue;
                jobs[j]++;
                progress = changed = true;
            }
        }
        jobsInitialized = true;
        if (changed) WorkersChanged();
    }

    // Мест стало меньше или работников меньше (призыв в будущем) -- снять лишних
    public void ClampJobs()
    {
        bool changed = false;
        for (int j = 0; j < WorkJobs.Count; j++)
        {
            int slots = SlotsFor((WorkJob)j);
            if (slots >= 0 && jobs[j] > slots) { jobs[j] = slots; changed = true; }
        }
        int over = Workers - Workforce;
        for (int j = WorkJobs.Count - 1; j >= 0 && over > 0; j--)
        {
            int take = Math.Min(over, jobs[j]);
            jobs[j] -= take; over -= take;
            if (take > 0) changed = true;
        }
        if (changed) WorkersChanged();
    }

    // Сумма уровней Домов (каждый уровень прибавляет к пределу жилья)
    public void SetHouseLevels(int levels)
    {
        levels = Math.Max(0, levels);
        if (levels == houseLevels) return;
        houseLevels = levels;
        Changed();
    }

    void WorkersChanged()
    {
        EventBus.Publish(new WorkersChangedEvent { Workers = Workers, FreeWorkers = FreeWorkers });
    }

    // ---------------- Связь с остальной игрой (вызывает App/GameModules) ----------------

    // Сохранение загружено: досчитать офлайн-время. Старое сохранение без секции населения -- стартовый набор не выдаём.
    public void OnGameLoaded(long unixNow)
    {
        startingKitGiven = true;
        Tick(unixNow);
        Changed();
    }

    // Новая игра (нет файла) или сброс: стартовый набор (войско, ресурсы) выдаётся один раз.
    // true -- выдать сейчас; false -- уже выдан или это старое сохранение.
    public bool TryTakeStartingKit()
    {
        if (startingKitGiven) return false;
        startingKitGiven = true;
        return true;
    }

    // Изменилась Армия, Ратуша или Дома -- пересчитать общее число людей для интерфейса
    public void Changed()
    {
        EventBus.Publish(new PopulationChangedEvent
        {
            Total = Total,
            Civilians = civilians,
            Soldiers = Soldiers,
            HousingCap = HousingCap
        });
    }

    void SetStartState()
    {
        civilians = Math.Max(0, rules.StartCivilians);
        Array.Clear(jobs, 0, jobs.Length);
        jobsInitialized = false;
        houseLevels = 0;
        growthProgress = 0;
        foodOwed = 0;
        lastTickUnix = 0;
        starving = false;
        inTraining = 0;
        famine.Clear();
        startingKitGiven = false;
    }

    // ---------------- Сохранение (секция "population") ----------------
    // Модуль без Unity, поэтому формат -- простые строки "ключ=значение", как у Армии.

    public string SaveKey => "population";

    public string Capture()
    {
        var sb = new StringBuilder();
        sb.Append("civilians=").Append(civilians.ToString(CultureInfo.InvariantCulture)).Append('\n');
        var parts = new string[jobs.Length];
        for (int i = 0; i < jobs.Length; i++) parts[i] = jobs[i].ToString(CultureInfo.InvariantCulture);
        sb.Append("jobs=").Append(string.Join(",", parts)).Append('\n');
        sb.Append("jobsInit=").Append(jobsInitialized ? "1" : "0").Append('\n');
        sb.Append("houses=").Append(houseLevels.ToString(CultureInfo.InvariantCulture)).Append('\n');
        sb.Append("growth=").Append(growthProgress.ToString("R", CultureInfo.InvariantCulture)).Append('\n');
        sb.Append("food=").Append(foodOwed.ToString("R", CultureInfo.InvariantCulture)).Append('\n');
        sb.Append("lastTick=").Append(lastTickUnix.ToString(CultureInfo.InvariantCulture)).Append('\n');
        sb.Append("starving=").Append(starving ? "1" : "0").Append('\n');
        sb.Append("training=").Append(inTraining.ToString(CultureInfo.InvariantCulture)).Append('\n');
        // famine=начало-конец;начало-конец (конец 0 -- голод идёт сейчас)
        var spans = new List<string>();
        foreach (var f in famine)
            spans.Add(f[0].ToString(CultureInfo.InvariantCulture) + "-" + f[1].ToString(CultureInfo.InvariantCulture));
        sb.Append("famine=").Append(string.Join(";", spans.ToArray())).Append('\n');
        sb.Append("kit=").Append(startingKitGiven ? "1" : "0").Append('\n');
        return sb.ToString();
    }

    public void Restore(string data)
    {
        SetStartState();
        RestoredFromSave = true;
        if (string.IsNullOrEmpty(data)) return;

        foreach (var raw in data.Split('\n'))
        {
            string line = raw.Trim();
            int eq = line.IndexOf('=');
            if (eq <= 0) continue;
            string key = line.Substring(0, eq);
            string value = line.Substring(eq + 1);

            switch (key)
            {
                case "civilians": civilians = Math.Max(0, ParseInt(value, civilians)); break;
                case "jobs":
                    string[] p = value.Split(',');
                    for (int i = 0; i < jobs.Length && i < p.Length; i++) jobs[i] = Math.Max(0, ParseInt(p[i].Trim(), 0));
                    break;
                case "jobsInit": jobsInitialized = value == "1"; break;
                case "houses": houseLevels = Math.Max(0, ParseInt(value, 0)); break;
                case "growth":
                    if (double.TryParse(value, NumberStyles.Float, CultureInfo.InvariantCulture, out double g)) growthProgress = Math.Max(0, Math.Min(0.999, g));
                    break;
                case "food":
                    if (double.TryParse(value, NumberStyles.Float, CultureInfo.InvariantCulture, out double f)) foodOwed = Math.Max(0, Math.Min(1, f));
                    break;
                case "lastTick":
                    if (long.TryParse(value, NumberStyles.Integer, CultureInfo.InvariantCulture, out long t)) lastTickUnix = Math.Max(0, t);
                    break;
                case "starving": starving = value == "1"; break;
                case "training": inTraining = Math.Max(0, ParseInt(value, 0)); break;
                case "famine":
                    foreach (var span in value.Split(';'))
                    {
                        string[] se = span.Split('-');
                        if (se.Length == 2
                            && long.TryParse(se[0], NumberStyles.Integer, CultureInfo.InvariantCulture, out long fs)
                            && long.TryParse(se[1], NumberStyles.Integer, CultureInfo.InvariantCulture, out long fe))
                            famine.Add(new[] { fs, fe });
                    }
                    break;
                case "kit": startingKitGiven = value == "1"; break;
            }
        }

        // Рабочих не может быть больше, чем жителей (испорченное или очень старое сохранение).
        // Места в зданиях здесь не проверяем: секция Экономики может загрузиться позже -- это делает ClampJobs.
        int over = Workers - civilians;
        for (int j = WorkJobs.Count - 1; j >= 0 && over > 0; j--)
        {
            int take = Math.Min(over, jobs[j]);
            jobs[j] -= take;
            over -= take;
        }
    }

    // Новая игра: стартовый город. Стартовое войско выдаст App/GameModules после сброса всех модулей.
    public void ResetState()
    {
        SetStartState();
        Changed();
        WorkersChanged();
    }

    static int ParseInt(string s, int fallback)
    {
        return int.TryParse(s, NumberStyles.Integer, CultureInfo.InvariantCulture, out int v) ? v : fallback;
    }
}