"""Проверки отчётности Lab042: неуспешный путь не должен маскироваться.

Три дефекта, найденные при разборе кабельного прогона, закрыты правками в
experiments/lab042_pluto_image_loopback.py. Эти тесты фиксируют их, чтобы
провал лаборатории нельзя было принять за успех:

1. EVM не занижается искусственно при слабом сигнале и не превращается в
   ноль, когда её нельзя вычислить;
2. отсутствующее принятое изображение не объявляется созданным файлом;
3. невыполнение критерия лаборатории даёт ненулевой код завершения.
"""

from __future__ import annotations

import math
from types import SimpleNamespace

import numpy as np
import pytest

from experiments.lab042_pluto_image_loopback import (
    RECEIVED_IMAGE_PATH,
    FunctionalTestResult,
    _error_vector_magnitude,
    created_files,
    transfer_meets_criteria,
)


def _reference(length: int = 512) -> np.ndarray:
    bits = np.random.default_rng(length).integers(0, 2, size=length).astype(np.float64)
    return (2.0 * bits - 1.0).astype(np.complex128)


# ------------------------------------------------------------------ EVM


def test_evm_is_near_zero_for_a_clean_signal() -> None:
    reference = _reference()
    assert _error_vector_magnitude(reference.copy(), reference) < 1e-9


def test_evm_is_invariant_to_overall_gain() -> None:
    """Одно и то же отношение сигнал/шум при разной амплитуде — одна EVM."""

    rng = np.random.default_rng(1)
    reference = _reference()
    noise = 0.1 * (rng.standard_normal(len(reference)) + 1j * rng.standard_normal(len(reference)))

    strong = _error_vector_magnitude(reference + noise, reference)
    weak = _error_vector_magnitude(0.001 * (reference + noise), reference)

    assert math.isclose(strong, weak, rel_tol=1e-6)


def test_evm_grows_when_the_signal_is_weak_and_noisy() -> None:
    """Регрессия: прежняя нормировка на единичный эталон занижала EVM у

    слабого сигнала почти до нуля. Теперь слабый шумный сигнал обязан дать
    заметную EVM, а не подделку под идеальный приём.
    """

    rng = np.random.default_rng(2)
    reference = _reference()
    noise = 0.5 * (rng.standard_normal(len(reference)) + 1j * rng.standard_normal(len(reference)))
    weak_noisy = 0.001 * (reference + noise)

    assert _error_vector_magnitude(weak_noisy, reference) > 0.1


def test_evm_is_not_a_number_when_it_cannot_be_computed() -> None:
    reference = _reference()
    assert math.isnan(_error_vector_magnitude(reference[:10], reference))
    assert math.isnan(_error_vector_magnitude(np.zeros(0, dtype=complex), np.zeros(0, dtype=complex)))


# ------------------------------------------------------------------ состав файлов


def _metrics(**overrides) -> SimpleNamespace:
    base = dict(
        image_reassembled=True,
        image_identical=True,
        fragments_recovered=10,
        fragment_count=10,
    )
    base.update(overrides)
    return SimpleNamespace(**base)


def test_received_image_listed_only_when_reassembled() -> None:
    with_image = created_files(_metrics(image_reassembled=True))
    without_image = created_files(_metrics(image_reassembled=False, image_identical=False))

    assert RECEIVED_IMAGE_PATH in with_image
    assert RECEIVED_IMAGE_PATH not in without_image


# ------------------------------------------------------------------ критерий и код возврата


def _all_passed() -> tuple[FunctionalTestResult, ...]:
    return tuple(FunctionalTestResult(f"{index:02d}", True, "ок") for index in range(11))


def test_criteria_met_on_a_clean_transfer() -> None:
    assert transfer_meets_criteria(_metrics(), _all_passed()) is True


def test_criteria_failed_when_image_differs() -> None:
    assert transfer_meets_criteria(_metrics(image_identical=False), _all_passed()) is False


def test_criteria_failed_when_a_fragment_is_missing() -> None:
    metrics = _metrics(image_identical=False, fragments_recovered=9)
    assert transfer_meets_criteria(metrics, _all_passed()) is False


def test_criteria_failed_when_a_functional_check_failed() -> None:
    tests = _all_passed()[:-1] + (FunctionalTestResult("bad", False, "провал"),)
    assert transfer_meets_criteria(_metrics(), tests) is False


def test_criteria_failed_without_any_tests() -> None:
    assert transfer_meets_criteria(_metrics(), ()) is False