#pragma once

#include "Defines.h"
#include "mAlgDefines.h"
#include "mAlgMatrix.h"
#include "mAlgPseudo_global.h"

class iPengRobinsonEos;

// 相平衡计算结果，一共几种
#define PE_RESULT_COUNT 9

// 相平衡计算类（用于基于组分的三区拟压力计算）
// 算法提供：xuzexuan
// 源码参照：相平衡模块(new)(2).py
// 时间：2022-08-23
class M_ALGPSEUDO_EXPORT iPhaseEquiliCal
{
public:

    iPhaseEquiliCal();
    ~iPhaseEquiliCal();

    /// @brief 计算主入口函数
    /// @param (in) mapComps 组分，单位：小数，算法内部亦是小数，比如0.0019表示 0.19%
    /// @param (in) dTemp 井口温度，单位：°C，算法内部使用：K，即°C + 273
    /// @param (in) dRs 溶解汽油比，单位：m^3/m^3
    /// @param (in) dPrsMin-dPrsMax 压力范围，单位：MPa，算法内部使用：Pa
    /// @param (in) dPrsInterval 压力划分间隔，默认为0.1，单位：MPa，算法内部使用：Pa
    bool cal(QMap<QString, double>& mapComps, \
             double dTemp, double dRs, \
             double dPrsMin, double dPrsMax, \
             double dPrsInterval = 0.1);

    /// @brief 计算主入口函数
    /// @param (in) mapComps 组分，单位：小数，算法内部亦是小数，比如0.0019表示 0.19%
    /// @param (in) dTemp 井口温度，单位：°C，算法内部使用：K，即°C + 273
    /// @param (in) dRs 溶解汽油比，单位：m^3/m^3
    /// @param (in) vecPrs 压力值数组，单位：MPa，算法内部使用：Pa
    bool cal(QMap<QString, double>& mapComps, \
             double dTemp, double dRs, \
             VecDouble vecPrs);

    // 返回所有结果的指针，具体对应数据，参照m_vvecRs说明
    bool getAllPeResults(VVecDouble& vvec);

    // 返回错误信息
    QString getLastError() { return m_sError; }

private:

    // ini加载
    void initCompsArgs();
    bool adjustCompsArgs();

    // 初始化压力数据，拆解压力，组成数组
    bool makesurePrsData(VecDouble& vecPrs, \
                         double dPrsMin, double dPrsMax, double dPrsInterval);

    // 初始化组分相关的数据以及内部参数
    bool makesureCompsData();

    // 这是相平衡算法主入口函数
    bool runPE();

private:

    // 载体
    bool makesureEos();

    //////////////////////////////////////////////
    // 内部算法移植函数，具体不作参数说明

    bool calculate_subsequent_variables();

    VecDouble calculate_K_values_wilson(double dPressure);

    void calculate_vapor_liquid_equilibrium(double dPressure, \
                                            VecDouble arrK_values_estimates, \
                                            VecDouble& arrK_values, \
                                            double& dF_V);

    void calculate_stability_test(double dPressure, \
                                  VecDouble initial_K_values, \
                                  bool& is_stable, \
                                  VecDouble& arrK_values_estimates);
    void ss_stability_test(double dPressure, QString test_type, \
                           VecDouble& initial_K_values,  \
                           double& sum_vapor, VecDouble& K_values_vapor,  \
                           int max_iter = 100, double tolerance = 1.0e-5);


    void ss_flash(double dPressure, VecDouble& initial_K_values, \
                  VecDouble& arrK_values, double& dF_V, \
                  int max_iter = 50, double tolerance = 1.0e-3);
    double calculate_rachford_rice(VecDouble& arrK_values);
    double func_rachford_rice(double x, VecDouble& arrK_values);
    double deriv_rachford_rice(double x, VecDouble& arrK_values);
    double brentq(double a, double b, VecDouble& arrK_values);

    //
    //////////////////////////////////////////////

private:

    // 源自Ini配置
    QStringList m_listCompsNames;//15种
    QMap<QString, VecDouble> m_mapInputArgs;

    // 组分，单位：小数
    QMap<QString, double> m_mapComps;
    // 井口温度，单位：K，其中K=°C + 273
    double m_dTemp;
    // 溶解汽油比，单位：m^3/m^3
    double m_dRs;
    // 压力数组相关，单位：Pa
    VecDouble m_vecPrs;

    // Args拆解，根据组分是否为0
    // /组分含量,Pc,Tc,W,M,系数a，系数b
    VecDouble m_vecArgMolarFractions;// [单位小数]
    VecDouble m_vecArgCriticalP;// [单位Pa]
    VecDouble m_vecArgCriticalT;// [单位K]
    VecDouble m_vecArgAcentricFactors;// [-]
    VecDouble m_vecArgMolarMass;// [g/mol]
    VecDouble m_vecArgOmegaAs;// [-]
    VecDouble m_vecArgOmegaBs;

    // matrix
    WtaiMatrix m_matrixBI;

    // 实际个数，刨除组分为0，不超过COMPS_ITEM_COUNT
    int m_nCompsItemCount;

    // 状态方程类载体
    iPengRobinsonEos* m_pEos;

    // 所有的计算结果，目前共8种结果，顺序不能错
    // 依次为：F_V，Z_factor_L，Z_factor_V,rou_o,rou_g,miuo,miug,rate_Kro_Krg,Pressure
    // 简称为：FV, ZL, ZV, ro, rg, miuo, miug, KroKrg Pressure
    // 索引：  0   1   2   3   4   5    6     7      8
    VecDouble m_vvecRs[PE_RESULT_COUNT];

    // 出错信息
    QString m_sError;
};