import 'dart:math' as math;
import 'dart:ui';

/// Layout der Anrufansicht als „aufgeblasene“ Formen (Bernd 2026-10-10,
/// Referenz: aufgepumpte Buchstaben in einer Kiste): Jede Person bekommt eine
/// Zelle, alle Zellen zusammen füllen den ganzen Anrufbereich bis an die
/// Ränder. Wo zwei Zellen aneinanderstoßen, sind sie plattgedrückt, außen
/// liegen sie am Fensterrand an, die Ecken sind weich gerundet ([outline]).
///
/// Technik: gewichtetes Voronoi-Diagramm (Potenzdiagramm) im Rechteck. Jede
/// Zelle hat einen Anteil an der Fläche ([InflatedCell.share], wer spricht
/// bekommt mehr). In jedem Schritt wandert der Mittelpunkt einer Zelle zu
/// ihrem Schwerpunkt (gleichmäßige, ruhige Formen) und ihr Gewicht wird so
/// nachgeführt, dass die Fläche dem Anteil entspricht. Weil das schrittweise
/// geschieht, sieht man es als federndes Auf- und Abpumpen. Je mehr Personen,
/// desto kleiner die Zellen.
class InflatedCell {
  InflatedCell(this.id, this.site, this.weight, {this.share = 1});

  final String id;

  /// Mittelpunkt (Erzeuger) der Zelle.
  Offset site;

  /// Platz im Raster, zu dem die Zelle sanft gezogen wird (aufgeräumte
  /// Anordnung); null = keiner (z. B. beim Gehen).
  Offset? slot;

  /// Gewicht im Potenzdiagramm (Einheit: Fläche, wie Radius²).
  double weight;

  /// Aktueller (animierter) und gewünschter Flächenanteil.
  double share;
  double targetShare = 1;
  bool get leaving => targetShare == 0;

  /// Ergebnis der letzten Berechnung.
  List<Offset> polygon = const [];
  double area = 0;
  Offset centroid = Offset.zero;
}

class InflatedLayout {
  InflatedLayout({this.gap = 10, this.margin = 12});

  /// Wie viel mehr Fläche bekommt, wer gerade spricht.
  static const speakingShare = 1.7;

  /// Abstand zwischen zwei Zellen bzw. zum Fensterrand.
  final double gap;
  final double margin;

  final Map<String, InflatedCell> cells = {};
  Size _size = Size.zero;
  Size get size => _size;

  Rect get bounds => Rect.fromLTWH(
        margin,
        margin,
        math.max(0, _size.width - 2 * margin),
        math.max(0, _size.height - 2 * margin),
      );

  /// Gleicht die Zellen mit den Teilnehmern ab ([speaking] = wer spricht).
  void sync(List<String> ids, Set<String> speaking, Size size) {
    final old = _size;
    _size = size;
    if (size != old && old.width > 0 && old.height > 0 && cells.isNotEmpty) {
      final flipped = (old.width >= old.height) != (size.width >= size.height);
      if (flipped) {
        // Hochkant ↔ quer: neu anordnen, sonst bleiben z. B. zwei Zellen
        // übereinander, obwohl nebeneinander viel besser passt.
        _placeOnGrid(cells.values.toList());
      } else {
        final sx = size.width / old.width, sy = size.height / old.height;
        for (final c in cells.values) {
          c.site = Offset(c.site.dx * sx, c.site.dy * sy);
          c.weight *= sx * sy;
        }
      }
    }

    final present = ids.toSet();
    for (final c in cells.values) {
      if (!present.contains(c.id)) c.targetShare = 0;
    }
    final fresh = ids.where((id) => !cells.containsKey(id)).toList();
    if (cells.isEmpty) {
      // Erster Aufbau: gleich voll da, im Raster angeordnet.
      final created = [for (final id in fresh) InflatedCell(id, Offset.zero, 0)];
      _placeOnGrid(created);
      for (final c in created) {
        cells[c.id] = c;
      }
    } else {
      for (final id in fresh) {
        // Neu dazu: entsteht in der größten Zelle und pumpt sich dort auf.
        final host = cells.values.reduce((a, b) => a.area >= b.area ? a : b);
        final h = id.hashCode;
        final dir = Offset(math.cos(h % 360.0), math.sin(h % 360.0));
        final spread = math.sqrt(math.max(host.area, 1)) * 0.2;
        final site = _inside(host.centroid + dir * spread);
        // Gewicht knapp über der Grenze, ab der die Zelle leer wäre
        // (w ≤ w_host − d²): sie beginnt winzig und pumpt sich dann auf.
        final d2 = (site - host.site).distanceSquared;
        cells[id] = InflatedCell(
          id,
          site,
          host.weight - d2 * 0.9,
          share: 0.15,
        );
      }
    }
    for (final id in ids) {
      cells[id]!.targetShare = speaking.contains(id) ? speakingShare : 1.0;
    }
    final slots = _gridPoints(ids.length);
    for (var i = 0; i < ids.length; i++) {
      cells[ids[i]]!.slot = i < slots.length ? slots[i] : null;
    }
    for (final c in cells.values) {
      if (c.leaving) c.slot = null;
    }
    _compute();
  }

  void _placeOnGrid(List<InflatedCell> list) {
    final points = _gridPoints(list.length);
    for (var i = 0; i < list.length && i < points.length; i++) {
      list[i]
        ..site = points[i]
        ..weight = 0;
    }
  }

  /// Mittelpunkte eines Rasters für [n] Zellen: möglichst quadratische
  /// Zellen, wenig Lücken; die letzte Reihe wird mittig verteilt.
  List<Offset> _gridPoints(int n) {
    final b = bounds;
    if (n == 0 || b.isEmpty) return const [];
    var cols = 1;
    var best = double.infinity;
    for (var c = 1; c <= n; c++) {
      final r = (n / c).ceil();
      final aspect = (b.width / c) / (b.height / r);
      final score = math.log(aspect).abs() + 0.35 * (c * r - n);
      if (score < best) {
        best = score;
        cols = c;
      }
    }
    final rows = (n / cols).ceil();
    return [
      for (var i = 0; i < n; i++)
        () {
          final row = i ~/ cols;
          final inRow = row == rows - 1 ? n - row * cols : cols;
          final col = i % cols;
          // Letzte (unvollständige) Reihe: gleichmäßig über die Breite.
          final x = row == rows - 1 && inRow < cols
              ? b.left + b.width * (col + 0.5) / inRow
              : b.left + b.width * (col + 0.5) / cols;
          return Offset(x, b.top + b.height * (row + 0.5) / rows);
        }(),
    ];
  }

  Offset _inside(Offset p) {
    final b = bounds.deflate(1);
    return Offset(p.dx.clamp(b.left, b.right), p.dy.clamp(b.top, b.bottom));
  }

  /// Ein Zeitschritt (Sekunden). `true`, solange sich noch etwas bewegt.
  bool step(double dt) {
    if (_size.isEmpty || cells.isEmpty) return false;
    dt = dt.clamp(0.0, 1 / 20);
    var moving = false;

    final shareRate = 1 - math.exp(-dt * 6);
    for (final c in cells.values) {
      final d = c.targetShare - c.share;
      if (d.abs() > 0.01) moving = true;
      c.share += d * shareRate;
    }
    cells.removeWhere((_, c) => c.leaving && c.share < 0.03);
    if (cells.isEmpty) return false;

    _compute();
    final total = cells.values.fold<double>(0, (s, c) => s + c.area);
    final shareSum = cells.values.fold<double>(0, (s, c) => s + c.share);
    final f = math.min(1.0, dt * 10);
    final move = 1 - math.exp(-dt * 8);
    for (final c in cells.values) {
      // Fläche zum Anteil passend machen: Gewicht direkt um den Fehler
      // verschieben (Gewicht und Fläche haben dieselbe Einheit; ein Plus an
      // Gewicht schiebt alle Grenzen der Zelle nach außen). Gedämpft, damit
      // es federnd statt ruckartig wirkt.
      final target = total * c.share / shareSum;
      final error = target - c.area;
      if (error.abs() > target * 0.02) moving = true;
      c.weight += 0.4 * f * error;
      // … und den Mittelpunkt zu Schwerpunkt bzw. Rasterplatz ziehen.
      if (c.area > 1) {
        final goal = c.slot == null
            ? c.centroid
            : Offset.lerp(c.centroid, c.slot!, 0.5)!;
        final d = goal - c.site;
        // Ruhe, sobald sich nichts mehr sichtbar bewegt (< ~3 px/s).
        if (d.distance * move > 0.05) moving = true;
        c.site = _inside(c.site + d * move);
      }
    }
    // Nur Unterschiede zählen – Mittelwert bei 0 halten.
    final mean =
        cells.values.fold<double>(0, (s, c) => s + c.weight) / cells.length;
    for (final c in cells.values) {
      c.weight -= mean;
    }
    _clampWeights();
    _compute();
    return moving;
  }

  /// Ein Erzeuger muss in seiner eigenen Zelle liegen: w_j − w_i ≤ d².
  void _clampWeights() {
    final list = cells.values.toList();
    for (var i = 0; i < list.length; i++) {
      for (var j = 0; j < list.length; j++) {
        if (i == j) continue;
        final d2 = (list[i].site - list[j].site).distanceSquared;
        if (list[j].weight - list[i].weight > d2) {
          list[j].weight = list[i].weight + d2;
        }
      }
    }
  }

  void _compute() {
    final b = bounds;
    final list = cells.values.toList();
    for (final c in list) {
      var poly = <Offset>[b.topLeft, b.topRight, b.bottomRight, b.bottomLeft];
      for (final o in list) {
        if (identical(o, c) || poly.isEmpty) continue;
        final n = (o.site - c.site) * 2;
        final len = n.distance;
        if (len < 1e-6) continue;
        // Grenze des Potenzdiagramms, um die halbe Lücke zu c hin versetzt.
        final limit = o.site.distanceSquared -
            c.site.distanceSquared +
            c.weight -
            o.weight -
            gap / 2 * len;
        poly = _clip(poly, n, limit);
      }
      c.polygon = poly;
      _measure(c);
    }
  }

  /// Polygon auf die Halbebene n·x ≤ limit beschneiden.
  static List<Offset> _clip(List<Offset> poly, Offset n, double limit) {
    final out = <Offset>[];
    for (var i = 0; i < poly.length; i++) {
      final a = poly[i], b = poly[(i + 1) % poly.length];
      final da = n.dx * a.dx + n.dy * a.dy - limit;
      final db = n.dx * b.dx + n.dy * b.dy - limit;
      if (da <= 0) out.add(a);
      if ((da <= 0) != (db <= 0)) {
        out.add(a + (b - a) * (da / (da - db)));
      }
    }
    return out;
  }

  static void _measure(InflatedCell c) {
    final p = c.polygon;
    if (p.length < 3) {
      c.area = 0;
      return;
    }
    var a2 = 0.0, cx = 0.0, cy = 0.0;
    for (var i = 0; i < p.length; i++) {
      final q = p[i], r = p[(i + 1) % p.length];
      final cross = q.dx * r.dy - r.dx * q.dy;
      a2 += cross;
      cx += (q.dx + r.dx) * cross;
      cy += (q.dy + r.dy) * cross;
    }
    if (a2.abs() < 1e-6) {
      c.area = 0;
      return;
    }
    c.area = a2.abs() / 2;
    c.centroid = Offset(cx / (3 * a2), cy / (3 * a2));
  }

  /// Umriss von [id]: die Zelle mit weich gerundeten Ecken („aufgeblasen“).
  Path outline(String id) {
    final c = cells[id];
    final path = Path();
    if (c == null) return path;
    final p = <Offset>[];
    for (final v in c.polygon) {
      if (p.isEmpty || (v - p.last).distance > 0.5) p.add(v);
    }
    if (p.length > 2 && (p.first - p.last).distance <= 0.5) p.removeLast();
    if (p.length < 3) return path;
    final rcMax = math.min(72.0, math.sqrt(c.area) * 0.34);
    for (var i = 0; i < p.length; i++) {
      final v = p[i];
      final prev = p[(i - 1 + p.length) % p.length];
      final next = p[(i + 1) % p.length];
      final lp = (prev - v).distance, ln = (next - v).distance;
      final r = math.min(rcMax, math.min(lp, ln) * 0.5);
      final a = v + (prev - v) / lp * r;
      final b = v + (next - v) / ln * r;
      if (i == 0) {
        path.moveTo(a.dx, a.dy);
      } else {
        path.lineTo(a.dx, a.dy);
      }
      // Kubische Ecke (etwas voller als ein Viertelkreis – wirkt prall).
      final c1 = a + (v - a) * 0.62, c2 = b + (v - b) * 0.62;
      path.cubicTo(c1.dx, c1.dy, c2.dx, c2.dy, b.dx, b.dy);
    }
    path.close();
    return path;
  }

  /// Rechteck um die Zelle (für Inhalte wie Video).
  Rect cellBounds(String id) {
    final p = cells[id]?.polygon ?? const [];
    if (p.isEmpty) return Rect.zero;
    var l = p.first.dx, t = p.first.dy, r = l, b = t;
    for (final v in p) {
      l = math.min(l, v.dx);
      t = math.min(t, v.dy);
      r = math.max(r, v.dx);
      b = math.max(b, v.dy);
    }
    return Rect.fromLTRB(l, t, r, b);
  }
}