nmWTAI-Platform/Include/nmNum/nmCalculation/nmCalculationPebiGrid.h

#ifndef NMCALCULATIONPEBIGRID_H
#define NMCALCULATIONPEBIGRID_H

#include "nmCalculation_global.h"
#include <QVector>
#include <QPointF>
#include <QString>
#include <QSet>
#include <QAtomicInt>

#include "pch.h"
#include "nmDataBinaryTools.h"
#include "nmDataNumericalAnalysisCase.h"

#include <vtkUnstructuredGrid.h>
#include <vtkSmartPointer.h>

class nmDataAnalyzeManager;
class nmDataWellBase;

/**
 * @brief 一口求解井在输入捕获时形成的值快照。
 *
 * 井对象只允许在 DataManager 所属线程读取；后台准备场景和后处理曲线时只使用
 * 这里的值，避免多井循环反复扫描 DataManager 或跨线程访问井对象。
 */
struct nmPebiWellInputSnapshot
{
    nmPebiWellInputSnapshot()
        : m_nFlowSectionIndex(1),
          m_dRadius(0.0),
          m_dWellboreStorage(0.0),
          m_dSkin(0.0),
          m_dDfc(0.0),
          m_bRateControlled(false),
          m_bRealWell(false),
          m_bHasPerforation(false),
          m_bHasDfc(false),
          m_bDisplayResultWell(false)
    {
    }

    QString m_sWellCode;              ///< 项目内稳定井编码。
    QString m_sWellName;              ///< 捕获时井名称。
    QString m_sWellInstanceId;        ///< 完整场结果使用的稳定井 UUID。
    QVector<QPointF> m_vecFlowPoints; ///< 求解使用的流量制度。
    /** @brief 求解时冻结的历史压力曲线。 */
    QVector<QVector<double> > m_vecHistoryPressure;
    /** @brief 求解时冻结的历史双对数曲线。 */
    QVector<QVector<double> > m_vecHistoryLogLog;
    /** @brief 求解时冻结的历史半对数曲线。 */
    QVector<QVector<double> > m_vecHistorySemiLog;
    QPointF m_oLocation;              ///< 求解时井平面位置。
    int m_nFlowSectionIndex;          ///< 当前流动段下标。
    double m_dRadius;                 ///< 求解时井筒半径。
    double m_dWellboreStorage;        ///< 求解时井筒储集系数。
    double m_dSkin;                   ///< 求解时表皮系数。
    double m_dDfc;                    ///< 求解时裂缝导流能力。
    bool m_bRateControlled;           ///< 是否提供源汇项。
    bool m_bRealWell;                 ///< 是否为真实井而非手工裂缝槽位。
    bool m_bHasPerforation;           ///< 求解时是否存在射孔。
    bool m_bHasDfc;                   ///< 当前井型是否具有 Dfc 参数。
    bool m_bDisplayResultWell;        ///< 是否进入结果井下拉框。
};

/**
 * @brief 一次 PEBI 网格任务使用的不可变输入快照。
 *
 * 该结构只保存值类型，不持有 DataManager、QObject 或井对象指针。主线程在
 * 启动任务前完整填充，后台线程随后只读取本结构，从而避免与 Map 编辑并发访问。
 */
struct nmPebiGridInputSnapshot
{
    /** @brief 创建空快照；m_bValid 为 false，不能直接提交给网格 DLL。 */
    nmPebiGridInputSnapshot()
        : m_nGridInputRevision(0),
          m_bCaptured(false),
          m_bValid(false)
    {
    }

    HX_NWTM_GRID_INPUT m_oGridInput;              ///< 边界、井、断层和裂缝等 DLL 输入。
    nmDataBinaryTools::NM_PEBI_SCENE m_oScene;    ///< 与本次网格输入一致的 ML 场景数据。
    QVector<nmSolverWellRef> m_vecSolverWellOrder; ///< DLL 数组槽位对应的稳定井编码顺序。
    QVector<nmPebiWellInputSnapshot> m_vecWellInputs; ///< 与 DLL 井槽位严格对齐的值快照。
    QString m_sLicensePath;                        ///< 网格 DLL 授权文件路径副本。
    quint64 m_nGridInputRevision;                  ///< 捕获时的几何输入版本。
    bool m_bCaptured;                              ///< DataManager 值是否已在所属线程完整捕获。
    bool m_bValid;                                 ///< 后台场景准备是否完成，可否提交给网格 DLL。
};

/**
 * @brief 后台 PEBI 计算产生、尚未写回分析成果的局部结果。
 */
struct nmPebiGridResult
{
    /** @brief 创建空结果；只有 m_bSucceeded 为 true 时才允许提交。 */
    nmPebiGridResult()
        : m_pUnstructuredGrid(nullptr),
          m_nPebiCount(-1),
          m_bSucceeded(false)
    {
    }

    HX_NWTM_GRID_OUTPUT1 m_oGridOutput1; ///< 网格 DLL 主输出。
    HX_NWTM_GRID_OUTPUT2 m_oGridOutput2; ///< 网格 DLL 辅助输出。
    vtkSmartPointer<vtkUnstructuredGrid> m_pUnstructuredGrid; ///< 局部构造的 VTK 网格。
    int m_nPebiCount;                    ///< DLL 返回的 PEBI 单元数量。
    bool m_bSucceeded;                   ///< DLL 和 VTK 转换是否全部成功。
};

class NMCALCULATION_EXPORT nmCalculationPebiGrid
{
public:
    /** @brief 返回进程内唯一的 PEBI 网格服务实例。 */
    static nmCalculationPebiGrid* getInstance();
    nmCalculationPebiGrid();
    ~nmCalculationPebiGrid();

    /** @brief 在调用线程从 DataManager 复制一份完整且不含对象指针的网格输入。 */
    bool captureInputSnapshot(nmDataAnalyzeManager* pDataManager,
                              nmPebiGridInputSnapshot& oSnapshot,
                              bool bDeferPreparation = false);
    /** @brief 初始化手工求解的分批网格快照，只在 DataManager 所属线程调用。 */
    bool beginManualInputSnapshot(nmDataAnalyzeManager* pDataManager,
                                  nmPebiGridInputSnapshot& oSnapshot);
    /** @brief 把一口有效井的几何和值追加到手工求解快照。 */
    bool appendManualWellInputSnapshot(nmDataWellBase* pWellData,
                                       int nWellMode,
                                       nmPebiGridInputSnapshot& oSnapshot);
    /** @brief 捕获非井输入并完成手工值快照；后台准备前 m_bValid 保持 false。 */
    bool finishManualInputSnapshot(nmDataAnalyzeManager* pDataManager,
                                   const QSet<QString>& setEffectiveWellCodes,
                                   nmPebiGridInputSnapshot& oSnapshot);
    /** @brief 只使用已捕获的值在后台组装场景；取消时保持 m_bValid 为 false。 */
    bool prepareInputSnapshot(nmPebiGridInputSnapshot& oSnapshot,
                              const QAtomicInt* pCancelRequested = NULL);
    /** @brief 仅使用值快照调用网格 DLL，并把输出保存在局部结果中。 */
    bool calculateSnapshot(const nmPebiGridInputSnapshot& oSnapshot,
                           nmPebiGridResult& oResult,
                           bool bCreateUnstructuredGrid = true,
                           const QAtomicInt* pCancelRequested = NULL);
    /** @brief 在主线程校验输入版本，并一次性提交井顺序、网格和单例缓存。 */
    bool commitSnapshotResult(nmDataAnalyzeManager* pDataManager,
                              const nmPebiGridInputSnapshot& oSnapshot,
                              const nmPebiGridResult& oResult);
    /** @brief 设置 PEBI 网格控制值，并同步到指定分析方案。 */
    void setGridControl(double dGridControl,
                        nmDataAnalyzeManager* pDataManager = nullptr);
    /** @brief 仅在缓存属于指定管理器时清理；空参数强制清理当前缓存。 */
    void clearGridData(const nmDataAnalyzeManager* pDataManager = nullptr);

private:
    /** @brief 从绑定数据管理器构造边界输入。 */
    bool meshGenPebiBoundary(nmDataAnalyzeManager* pDataManager,
                             HX_NWTM_GRID_INPUT& inputObj);
    /** @brief 按有效计算井集合构造井几何并记录 DLL 井顺序。 */
    bool meshGenPebiWells(nmDataAnalyzeManager* pDataManager,
                          HX_NWTM_GRID_INPUT& inputObj,
                          QVector<nmSolverWellRef>& vecSolverWellOrder,
                          const QSet<QString>& setEffectiveWellCodes);
    /** @brief 从 Map 构造断层输入。 */
    bool meshGenPebiFault(nmDataAnalyzeManager* pDataManager,
                          HX_NWTM_GRID_INPUT& inputObj);
    /** @brief 从 Map 构造手工裂缝输入和求解器占位条目。 */
    bool meshGenPebiCrack(nmDataAnalyzeManager* pDataManager,
                          HX_NWTM_GRID_INPUT& inputObj,
                          QVector<nmSolverWellRef>& vecSolverWellOrder);
    /** @brief 从已捕获值构造与网格输入一致的 ML 场景，不访问 DataManager。 */
    bool buildPebiScene(nmPebiGridInputSnapshot& oSnapshot,
                        const QAtomicInt* pCancelRequested);
    /** @brief 更新单例中的 DLL 输入输出缓存，不改变网格有效版本。 */
    void commitOutputCache(nmDataAnalyzeManager* pDataManager,
                           const nmPebiGridInputSnapshot& oSnapshot,
                           const nmPebiGridResult& oResult);

    // 生成vtk数据
    void genPebiVTK(const HX_NWTM_GRID_OUTPUT1& P1, QString vtkDir);

	// 根据网格输出结构体创建 vtkUnstructuredGrid 对象
	vtkSmartPointer<vtkUnstructuredGrid> createPebiUnstructuredGrid(
            const HX_NWTM_GRID_OUTPUT1& P1,
            const QAtomicInt* pCancelRequested = NULL);

	// 日志输出
	void logCurrentState();
	void logInputParameters(const HX_NWTM_GRID_INPUT& input);

public:
	/** @brief 非阻塞复制当前有效网格；DLL忙碌或缓存不匹配时返回 false。 */
	bool copyCurrentGridFor(const nmDataAnalyzeManager* pDataManager,
							quint64 nGridInputRevision,
							HX_NWTM_GRID_OUTPUT1& oGridOutput1,
							HX_NWTM_GRID_OUTPUT2& oGridOutput2,
							int& nPebiCount,
							const QAtomicInt* pCancelRequested = NULL) const;
    /** @brief 主线程快速判断缓存归属和版本，不复制大型 DLL 输出。 */
    bool isCurrentGridAvailableFor(const nmDataAnalyzeManager* pDataManager,
                                   quint64 nGridInputRevision) const;

public:
    /** @brief 在线程锁保护下返回最近一次网格输出 p1 的副本。 */
    HX_NWTM_GRID_OUTPUT1 getGridOutput1();
    /** @brief 在线程锁保护下返回最近一次网格输出 p2 的副本。 */
    HX_NWTM_GRID_OUTPUT2 getGridOutput2();
    /** @brief 返回最近一次网格划分生成的 PEBI 单元数量。 */
    int getPebiCount() const;
private:
    static nmCalculationPebiGrid* m_instance; ///< 进程内共享的 PEBI 网格服务实例。

    HX_NWTM_GRID_INPUT p0;   ///< 最近一次提交给网格 DLL 的输入快照。
    HX_NWTM_GRID_OUTPUT1 p1; ///< 最近一次网格 DLL 主输出。
    HX_NWTM_GRID_OUTPUT2 p2; ///< 最近一次网格 DLL 辅助输出。
    double m_dGridControl;   ///< 对应 HX_NWTM_GRID_INPUT::GridControl。
    int m_nPebiCount;        ///< 最近一次成功网格的单元数量，未生成时为 -1。
	quint64 m_nCachedGridInputRevision; ///< 单例 DLL 输出对应的网格输入版本。
	/** @brief 当前单例缓存所属的数据管理器，不拥有对象。 */
	nmDataAnalyzeManager* m_pDataManager;

};

#endif // NMCALCULATIONPEBIGRID_H