kev/Drawer/Module/GeoSigmaDraw/PolygonUtils.h

#pragma once

#include "DrawOperator/CurveEx.h"
#include "clipper2/clipper.h"
#include <memory>

/**
 * \brief 提供基于 Clipper2 库的多边形布尔运算和转换的实用工具类。
 *
 * 此类封装了 Clipper2 的常用操作，例如交集、并集、差集，
 * 并提供了在浮点坐标 (PathD) 和整数坐标 (PathD) 之间转换的辅助函数。
 * 它还包括与自定义 `CCurveEx` 类型相互转换的方法。
 */
class PolygonUtils
{
public:
	/**
	 * \brief 计算两个浮点路径的交集。
	 * \param subject 主体路径。
	 * \param clip 裁剪路径。
	 * \return 表示交集区域的一个或多个路径 (PathsD)。
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD Intersect(const Clipper2Lib::PathD& subject, const Clipper2Lib::PathD& clip)
	{
		return Clipper2Lib::Intersect({ subject }, { clip }, Clipper2Lib::FillRule::NonZero);
	}

	/**
	 * \brief 查找两个路径之间小于指定 `minGap` 的间隙区域。
	 *
	 * \warning 原始逻辑存在问题！
	 * 此方法通过膨胀路径来检测 "间隙"。
	 * 原始逻辑计算 `Difference(inflatedOverlap, inflatedUnion)`，
	 * 这将始终返回空集，因为 `inflatedOverlap` 总是 `inflatedUnion` 的子集。
	 *
	 * \param subject 主体路径。
	 * \param clip 裁剪路径。
	 * \param minGap 视为 "间隙" 的最大距离。
	 * \return 表示间隙区域的一个或多个路径 (PathsD)。
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD FindGapRegions(const Clipper2Lib::PathD& subject, const Clipper2Lib::PathD& clip, double minGap)
	{
		double delta = minGap / 2.0;

		Clipper2Lib::PathsD subjects = { subject };
		Clipper2Lib::PathsD clips = { clip };

		Clipper2Lib::PathsD inflatedSubjects = Clipper2Lib::InflatePaths(subjects, delta, Clipper2Lib::JoinType::Miter, Clipper2Lib::EndType::Polygon, 2.0);
		Clipper2Lib::PathsD inflatedClips = Clipper2Lib::InflatePaths(clips, delta, Clipper2Lib::JoinType::Miter, Clipper2Lib::EndType::Polygon, 2.0);

		// 2. 膨胀后求交
		Clipper2Lib::PathsD inflatedOverlap = Clipper2Lib::Intersect(inflatedSubjects, inflatedClips, Clipper2Lib::FillRule::NonZero);

		if (inflatedOverlap.empty())
		{
			return {};
		}

		// 3. 原始并集
		Clipper2Lib::PathsD originalUnion = Clipper2Lib::Union(subjects, clips, Clipper2Lib::FillRule::NonZero);

		// 4. 差集
		return Clipper2Lib::Difference(inflatedOverlap, originalUnion, Clipper2Lib::FillRule::NonZero);
    }

	/**
	 * \brief 将 CCurveEx 对象转换为 Clipper2Lib::PathD 路径。
	 *
	 * Clipper2 的路径定义为不含重复闭合点的顶点列表。
	 * 此函数会检查 `curve->IsClosed()`：
	 * - 如果 curve 是闭合的 (最后一个点 == 第一个点)，则转换时会 *省略* 最后一个重复点。
	 * - 如果 curve 是开放的，则包含所有点。
	 *
	 * \param curve 要转换的 CCurveEx 指针。
	 * \return 转换后的 Clipper2Lib::PathD。
	 */
	static Clipper2Lib::PathD ConvertCurveToPath(CCurveEx* curve) // 优化: pCurve -> curve
	{
		Clipper2Lib::PathD clipperPath;
		clipperPath.reserve(curve->num);

		for (int i = 0; i < curve->num; i++)
		{
			if (i != curve->num - 1)
			{
				clipperPath.push_back({ curve->x[i], curve->y[i] });
			}
			else
			{
				// Clipper2 路径不需要重复的闭合点。
				// 如果 curve 是闭合的 (最后一个点 == 第一个点)，我们省略最后一个点。
				// 如果 curve 是开放的，我们包含所有点。
				if (!curve->IsClosed())
				{
					clipperPath.push_back({ curve->x[i], curve->y[i] });
				}
			}
		}

		return clipperPath;
	}

	/**
	 * \brief 将 Clipper2Lib::PathD 路径转换为一个 *闭合* 的 CCurveEx 对象。
	 *
	 * \param clipperPath 要转换的 Clipper 路径。
	 * \return 转换后的 CCurveEx 对象的 `std::unique_ptr`。
	 * 如果 `clipperPath` 的点数少于 3，则返回 `nullptr`。
	 */
	static std::unique_ptr<CCurveEx> ConvertPathToClosedCurve(const Clipper2Lib::PathD& clipperPath) // 优化: path -> clipperPath
	{
		if (clipperPath.size() < 3)
		{
			return nullptr;
		}

		auto curve = std::make_unique<CCurveEx>();
		int closedPointCount = clipperPath.size() + 1;
		curve->Create(closedPointCount);
		curve->num = closedPointCount;

		for (size_t i = 0; i < clipperPath.size(); ++i)
		{
			curve->x[i] = clipperPath[i].x;
			curve->y[i] = clipperPath[i].y;
		}

		// 复制第一个点到末尾以闭合
		curve->x[clipperPath.size()] = clipperPath[0].x;
		curve->y[clipperPath.size()] = clipperPath[0].y;

		return curve;
	}

	/**
	 * \brief (辅助函数) 计算两个整数路径 (PathD) 的交集。
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD Intersect(const Clipper2Lib::PathD& subjects, const Clipper2Lib::PathD& clips, Clipper2Lib::FillRule fillRule)
	{
		return ClipGeometry({ subjects }, { clips }, Clipper2Lib::ClipType::Intersection, fillRule);
	}

	/**
	 * \brief (辅助函数) 计算两组整数路径 (PathsD) 的交集。
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD Intersect(const Clipper2Lib::PathsD& subjects, const Clipper2Lib::PathsD& clips, Clipper2Lib::FillRule fillRule) // 优化: polygons1/2 -> subjects/clips
	{
		return ClipGeometry(subjects, clips, Clipper2Lib::ClipType::Intersection, fillRule);
	}

	/**
	 * \brief (辅助函数) 计算两个整数路径 (PathD) 的并集。
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD Union(const Clipper2Lib::PathD& subjects, const Clipper2Lib::PathD& clips, Clipper2Lib::FillRule fillRule)
	{
		return ClipGeometry({ subjects }, { clips }, Clipper2Lib::ClipType::Union, fillRule);
	}

	/**
	 * \brief (辅助函数) 计算两组整数路径 (PathsD) 的并集。
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD Union(const Clipper2Lib::PathsD& subjects, const Clipper2Lib::PathsD& clips, Clipper2Lib::FillRule fillRule) // 优化: polygons1/2 -> subjects/clips
	{
		return ClipGeometry(subjects, clips, Clipper2Lib::ClipType::Union, fillRule);
	}

	/**
	 * \brief (辅助函数) 计算两个整数路径 (PathD) 的差集 (subjects - clips)。
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD Difference(const Clipper2Lib::PathD& subjects, const Clipper2Lib::PathD& clips, Clipper2Lib::FillRule fillRule)
	{
		return ClipGeometry({ subjects }, { clips }, Clipper2Lib::ClipType::Difference, fillRule);
	}

	/**
	 * \brief (辅助函数) 计算两组整数路径 (PathsD) 的差集 (subjects - clips)。
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD Difference(const Clipper2Lib::PathsD& subjects, const Clipper2Lib::PathsD& clips, Clipper2Lib::FillRule fillRule) // 优化: polygons1/2 -> subjects/clips
	{
		return ClipGeometry(subjects, clips, Clipper2Lib::ClipType::Difference, fillRule);
	}

	/**
	 * \brief (辅助函数) 计算两个整数路径 (PathD) 的异或 (Xor)。
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD Xor(const Clipper2Lib::PathD& subjects, const Clipper2Lib::PathD& clips, Clipper2Lib::FillRule fillRule)
	{
		return ClipGeometry({ subjects }, { clips }, Clipper2Lib::ClipType::Xor, fillRule);
	}

	/**
	 * \brief (辅助函数) 计算两组整数路径 (PathsD) 的异或 (Xor)。
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD Xor(const Clipper2Lib::PathsD& subjects, const Clipper2Lib::PathsD& clips, Clipper2Lib::FillRule fillRule) // 优化: polygons1/2 -> subjects/clips
	{
		return ClipGeometry(subjects, clips, Clipper2Lib::ClipType::Xor, fillRule);
	}

	/**
	 * \brief 膨胀
	 * 
	 * \param paths
	 * \param delta
	 * \return 
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD InflatePaths(const Clipper2Lib::PathsD& paths, double delta)
	{
		return Clipper2Lib::InflatePaths(paths, delta, Clipper2Lib::JoinType::Miter, Clipper2Lib::EndType::Polygon);
	}

	/**
	 * \brief (核心函数) 执行通用的 Clipper2 布尔运算。
	 *
	 * 这是所有布尔运算 (Intersect, Union, Difference, Xor) 的核心实现。
	 *
	 * \param subjects 主体路径集合。
	 * \param clips 裁剪路径集合。
	 * \param clipType 布尔运算类型 (Intersection, Union, Difference, Xor)。
	 * \param fillRule 填充规则。
	 * \return 运算结果路径集合。
	 */
	static Clipper2Lib::PathsD ClipGeometry(const Clipper2Lib::PathsD& subjects, const Clipper2Lib::PathsD& clips, Clipper2Lib::ClipType clipType, Clipper2Lib::FillRule fillRule)
	{
		Clipper2Lib::ClipperD clipper;

		clipper.AddSubject(subjects);
		clipper.AddClip(clips);

		Clipper2Lib::PathsD solution;
		clipper.Execute(clipType, fillRule, solution);

		return solution;
	}
};