metro-puzzle-jp/internal/level/level.go

// Package level definierar banformatet och ren spellogik kring det
// (validering, framkomlighet). Paketet importerar inte Ebitengine och
// kan därför testas utan fönster.
//
// Banor lagras som JSON i resources/data/levels/. Rutnätet är en lista av
// lika långa strängar där varje tecken är en ruta (se Tile-konstanterna).
package level

import (
	"encoding/json"
	"fmt"
	"math"
	"os"
	"path/filepath"
	"sort"
	"strings"
)

// Tile är ett tecken i rutnätet.
type Tile byte

// Tecknen som får förekomma i ett rutnät.
const (
	Wall          Tile = '#' // vägg, ej passerbar
	Floor         Tile = '.' // golv
	Spawn         Tile = 'S' // startpunkt (exakt en)
	Platform      Tile = 'P' // perrong med ett tåg (målet om tåget är rätt)
	WrongPlatform Tile = 'p' // perrong med fel tåg
	Gate          Tile = 'G' // spärr (kräver kort/biljett)
	TicketMachine Tile = 'T' // biljett-/påfyllningsautomat
	Sign          Tile = 'i' // skylt
	Toilet        Tile = 'W' // toalett (sällskapets toamätare)
	Kiosk         Tile = 'K' // kiosk/automat för mat och dryck
)

var knownTiles = map[Tile]bool{
	Wall: true, Floor: true, Spawn: true, Platform: true, WrongPlatform: true,
	Gate: true, TicketMachine: true, Sign: true, Toilet: true, Kiosk: true,
}

// Passable rapporterar om en ruta går att gå på (utan hänsyn till spärrar).
func (t Tile) Passable() bool { return t != Wall }

// Text är en flerspråkig sträng, t.ex. {"sv": "Flygplatsen", "en": "The Airport", "ja": "空港"}.
type Text map[string]string

// Get hämtar texten på ett språk med fallback till engelska, sedan vilket som helst.
func (t Text) Get(lang string) string {
	if s, ok := t[lang]; ok {
		return s
	}
	if s, ok := t["en"]; ok {
		return s
	}
	for _, s := range t {
		return s
	}
	return ""
}

// Schedule är ett tågs tidtabell i sekunder från banstart: första ankomst
// vid OffsetSec, därefter var IntervalSec; tåget står DwellSec vid perrongen.
type Schedule struct {
	OffsetSec   float64 `json:"offsetSec"`
	IntervalSec float64 `json:"intervalSec"`
	DwellSec    float64 `json:"dwellSec"`
}

// Standardvärden som fylls i av Validate när fältet är 0.
const (
	DefaultIntervalSec = 30.0
	DefaultDwellSec    = 10.0
	DefaultFareYen     = 200
	MaxParty           = 5
	DefaultRideStops   = 3
)

// Status returnerar om tåget står vid perrongen vid tiden t, och hur många
// sekunder det är kvar – till avgång om det står där, annars till ankomst.
func (s Schedule) Status(t float64) (atPlatform bool, seconds float64) {
	if t < s.OffsetSec {
		return false, s.OffsetSec - t
	}
	phase := math.Mod(t-s.OffsetSec, s.IntervalSec)
	if phase < s.DwellSec {
		return true, s.DwellSec - phase
	}
	return false, s.IntervalSec - phase
}

// Phase är var i cykeln ett tåg befinner sig.
type Phase int

// Tågfaser i ordning över en cykel.
const (
	Away        Phase = iota // borta
	Approaching              // på väg in: melodi, lampor, vind (ApproachSec före ankomst)
	Arriving                 // rullar in och bromsar (ArriveSec), dörrarna stängda
	Dwelling                 // står inne med öppna dörrar
	Closing                  // strax avgång: dörrsignal (sista WarnSec av uppehållet)
	Leaving                  // rullar ut (LeaveSec efter avgång)
)

func (p Phase) String() string {
	return [...]string{"away", "approaching", "arriving", "dwelling", "closing", "leaving"}[p]
}

// Fasernas längder i sekunder.
const (
	ApproachSec = 5.0
	ArriveSec   = 1.5
	WarnSec     = 3.0
	LeaveSec    = 1.5
	MinDwellSec = ArriveSec + WarnSec + 1 // minst en sekund öppna dörrar utan signal
)

// Phase returnerar fasen vid tiden t och hur långt in i fasen man är (0..1).
func (s Schedule) Phase(t float64) (Phase, float64) {
	var phi float64 // tid sedan senaste ankomst, kan vara negativ före första
	if t < s.OffsetSec {
		phi = t - s.OffsetSec
		if -phi <= ApproachSec {
			return Approaching, 1 + phi/ApproachSec
		}
		return Away, 0
	} else {
		phi = math.Mod(t-s.OffsetSec, s.IntervalSec)
	}
	switch {
	case phi < ArriveSec:
		return Arriving, phi / ArriveSec
	case phi < s.DwellSec-WarnSec:
		return Dwelling, (phi - ArriveSec) / max(0.001, s.DwellSec-WarnSec-ArriveSec)
	case phi < s.DwellSec:
		return Closing, (phi - (s.DwellSec - WarnSec)) / WarnSec
	case phi < s.DwellSec+LeaveSec:
		return Leaving, (phi - s.DwellSec) / LeaveSec
	case phi >= s.IntervalSec-ApproachSec:
		return Approaching, (phi - (s.IntervalSec - ApproachSec)) / ApproachSec
	default:
		return Away, (phi - s.DwellSec - LeaveSec) / max(0.001, s.IntervalSec-ApproachSec-s.DwellSec-LeaveSec)
	}
}

// Boardable rapporterar om dörrarna är öppna så att man kan kliva på.
func (s Schedule) Boardable(t float64) bool {
	p, _ := s.Phase(t)
	return p == Dwelling || p == Closing
}

// Present rapporterar om tåget syns vid perrongen (rullar in, står, rullar ut).
func (s Schedule) Present(t float64) bool {
	p, _ := s.Phase(t)
	return p == Arriving || p == Dwelling || p == Closing || p == Leaving
}

// Train är ett tåg (eller en buss) som avgår från en perrong i banan.
type Train struct {
	Platform    string   `json:"platform"`    // vilket perrong-tecken (P/p) tåget står vid
	Track       string   `json:"track"`       // spårnummer som visas på skyltar/HUD, t.ex. "2"
	Line        Text     `json:"line"`        // linjens namn
	Destination Text     `json:"destination"` // slutstation
	Correct     bool     `json:"correct"`     // tar spelaren till rätt resmål
	Crowded     bool     `json:"crowded"`     // fullt tåg: minispel för att få plats
	Schedule    Schedule `json:"schedule"`
}

// SignText är texten på en skyltruta ('i').
type SignText struct {
	X    int  `json:"x"`
	Y    int  `json:"y"`
	Text Text `json:"text"`
}

// Level är en bana.
type Level struct {
	ID              string     `json:"id"`
	Name            Text       `json:"name"`
	Difficulty      int        `json:"difficulty"`      // 1 (lätt) … 5 (svår)
	Destination     Text       `json:"destination"`     // dit spelaren ska
	TimeLimitSec    int        `json:"timeLimitSec"`    // 0 = ingen tidsgräns
	ParSec          int        `json:"parSec"`          // "bra tid" för tre stjärnor (0 = räknas ut från kortaste vägen)
	Party           int        `json:"party"`           // antal i sällskapet inkl. spelaren (0 = 1)
	TicketRequired  bool       `json:"ticketRequired"`  // spärren kräver pappersbiljett (köps i automaten) i stället för kort
	RideStops       int        `json:"rideStops"`       // antal stationer på tågresan (0 = DefaultRideStops)
	MaxMissedTrains int        `json:"maxMissedTrains"` // >0: fler missade tåg än så förlorar banan
	IndividualCards bool       `json:"individualCards"` // alla i sällskapet har egna kort (och biljetter) som spärren kräver
	SeatSelection   bool       `json:"seatSelection"`   // biljettköpet fortsätter med sittplatsval efter sällskapets önskemål
	FareYen         int        `json:"fareYen"`         // vad spärren drar från kortet (0 = standard)
	Grid            []string   `json:"grid"`
	Trains          []Train    `json:"trains"`
	Signs           []SignText `json:"signs"`
}

// Point är en rutkoordinat.
type Point struct{ X, Y int }

// Parse avkodar och validerar en bana.
func Parse(data []byte) (*Level, error) {
	var l Level
	if err := json.Unmarshal(data, &l); err != nil {
		return nil, fmt.Errorf("level: ogiltig JSON: %w", err)
	}
	if err := l.Validate(); err != nil {
		return nil, err
	}
	return &l, nil
}

// Width och Height i rutor.
func (l *Level) Width() int {
	if len(l.Grid) == 0 {
		return 0
	}
	return len(l.Grid[0])
}
func (l *Level) Height() int { return len(l.Grid) }

// At returnerar rutan på (x, y); utanför kartan räknas som vägg.
func (l *Level) At(x, y int) Tile {
	if y < 0 || y >= len(l.Grid) || x < 0 || x >= len(l.Grid[y]) {
		return Wall
	}
	return Tile(l.Grid[y][x])
}

// Find returnerar alla rutor av en viss typ.
func (l *Level) Find(t Tile) []Point {
	var pts []Point
	for y, row := range l.Grid {
		for x := 0; x < len(row); x++ {
			if Tile(row[x]) == t {
				pts = append(pts, Point{x, y})
			}
		}
	}
	return pts
}

// SpawnPoint returnerar startrutan (valideringen garanterar att den finns).
func (l *Level) SpawnPoint() Point { return l.Find(Spawn)[0] }

// Validate kontrollerar att banan är rimlig: rektangulär, bara kända tecken,
// exakt en start, minst en perrong, och att varje tåg står vid ett
// perrong-tecken som finns i rutnätet.
func (l *Level) Validate() error {
	if l.ID == "" {
		return fmt.Errorf("level: saknar id")
	}
	if len(l.Grid) == 0 {
		return fmt.Errorf("level %s: tomt rutnät", l.ID)
	}
	w := len(l.Grid[0])
	spawns, platforms := 0, 0
	for y, row := range l.Grid {
		if len(row) != w {
			return fmt.Errorf("level %s: rad %d har längd %d, förväntade %d", l.ID, y, len(row), w)
		}
		for x := 0; x < len(row); x++ {
			t := Tile(row[x])
			if !knownTiles[t] {
				return fmt.Errorf("level %s: okänt tecken %q på (%d,%d)", l.ID, row[x], x, y)
			}
			switch t {
			case Spawn:
				spawns++
			case Platform, WrongPlatform:
				platforms++
			}
		}
	}
	if spawns != 1 {
		return fmt.Errorf("level %s: förväntade exakt en start (S), hittade %d", l.ID, spawns)
	}
	if platforms == 0 {
		return fmt.Errorf("level %s: saknar perronger (P/p)", l.ID)
	}
	if len(l.Trains) == 0 {
		return fmt.Errorf("level %s: saknar tåg", l.ID)
	}
	correct := 0
	for i := range l.Trains {
		tr := &l.Trains[i]
		if len(tr.Platform) != 1 || (Tile(tr.Platform[0]) != Platform && Tile(tr.Platform[0]) != WrongPlatform) {
			return fmt.Errorf("level %s: tåg %d har ogiltig perrong %q", l.ID, i, tr.Platform)
		}
		if !strings.Contains(strings.Join(l.Grid, ""), tr.Platform) {
			return fmt.Errorf("level %s: tåg %d står vid perrong %q som inte finns i rutnätet", l.ID, i, tr.Platform)
		}
		if tr.Correct {
			correct++
		}
		sc := &tr.Schedule
		if sc.IntervalSec == 0 {
			sc.IntervalSec = DefaultIntervalSec
		}
		if sc.DwellSec == 0 {
			sc.DwellSec = DefaultDwellSec
		}
		if sc.OffsetSec < 0 || sc.IntervalSec <= 0 || sc.DwellSec <= 0 || sc.DwellSec >= sc.IntervalSec {
			return fmt.Errorf("level %s: tåg %d har orimlig tidtabell %+v (kräver offset ≥ 0, 0 < dwell < interval)", l.ID, i, *sc)
		}
		if sc.DwellSec < MinDwellSec || sc.IntervalSec-sc.DwellSec < LeaveSec+ApproachSec+1 {
			return fmt.Errorf("level %s: tåg %d: uppehållet måste vara ≥ %.1f s och tiden borta ≥ %.1f s för tågfaserna", l.ID, i, MinDwellSec, LeaveSec+ApproachSec+1)
		}
	}
	if correct == 0 {
		return fmt.Errorf("level %s: inget tåg är markerat som rätt", l.ID)
	}
	if l.FareYen == 0 {
		l.FareYen = DefaultFareYen
	}
	if l.FareYen < 0 || l.ParSec < 0 || l.Party < 0 {
		return fmt.Errorf("level %s: negativ avgift/partid/sällskap", l.ID)
	}
	if l.Party == 0 {
		l.Party = 1
	}
	if l.RideStops == 0 {
		l.RideStops = DefaultRideStops
	}
	if l.RideStops < 2 || l.RideStops > 8 {
		return fmt.Errorf("level %s: rideStops måste vara 2–8", l.ID)
	}
	if l.TicketRequired && len(l.Find(TicketMachine)) == 0 {
		return fmt.Errorf("level %s: biljettkrav utan biljettautomat (T)", l.ID)
	}
	if l.SeatSelection && !l.TicketRequired {
		return fmt.Errorf("level %s: sittplatsval kräver biljettbana", l.ID)
	}
	if l.MaxMissedTrains < 0 || l.TimeLimitSec < 0 {
		return fmt.Errorf("level %s: negativ tidsgräns/maxantal missade tåg", l.ID)
	}
	if l.Party > MaxParty {
		return fmt.Errorf("level %s: sällskapet får vara högst %d", l.ID, MaxParty)
	}
	// Skyltar: varje post måste stå på en 'i'-ruta och varje 'i'-ruta ha text.
	seen := map[Point]bool{}
	for i, sg := range l.Signs {
		p := Point{sg.X, sg.Y}
		if l.At(p.X, p.Y) != Sign {
			return fmt.Errorf("level %s: skylt %d på (%d,%d) står inte på en skyltruta", l.ID, i, p.X, p.Y)
		}
		if seen[p] {
			return fmt.Errorf("level %s: två skyltar på (%d,%d)", l.ID, p.X, p.Y)
		}
		if len(sg.Text) == 0 {
			return fmt.Errorf("level %s: skylt på (%d,%d) saknar text", l.ID, p.X, p.Y)
		}
		seen[p] = true
	}
	for _, p := range l.Find(Sign) {
		if !seen[p] {
			return fmt.Errorf("level %s: skyltrutan (%d,%d) saknar text i \"signs\"", l.ID, p.X, p.Y)
		}
	}
	return nil
}

// SignAt returnerar skylten på en ruta, eller nil.
func (l *Level) SignAt(p Point) *SignText {
	for i := range l.Signs {
		if l.Signs[i].X == p.X && l.Signs[i].Y == p.Y {
			return &l.Signs[i]
		}
	}
	return nil
}

// Path returnerar kortaste vägen från from till to (båda inkluderade) via
// rutor som canEnter godkänner, eller nil om ingen väg finns.
func (l *Level) Path(from, to Point, canEnter func(Point) bool) []Point {
	prev := map[Point]Point{from: from}
	queue := []Point{from}
	for len(queue) > 0 {
		p := queue[0]
		queue = queue[1:]
		if p == to {
			var path []Point
			for ; p != from; p = prev[p] {
				path = append(path, p)
			}
			path = append(path, from)
			for i, j := 0, len(path)-1; i < j; i, j = i+1, j-1 {
				path[i], path[j] = path[j], path[i]
			}
			return path
		}
		for _, d := range [...]Point{{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}} {
			n := Point{p.X + d.X, p.Y + d.Y}
			if _, ok := prev[n]; ok || !canEnter(n) {
				continue
			}
			prev[n] = p
			queue = append(queue, n)
		}
	}
	return nil
}

// Reachable returnerar alla rutor som nås från start via passerbara rutor
// (4-riktningars BFS). Spärrar räknas som passerbara.
func (l *Level) Reachable() map[Point]bool {
	start := l.SpawnPoint()
	seen := map[Point]bool{start: true}
	queue := []Point{start}
	for len(queue) > 0 {
		p := queue[0]
		queue = queue[1:]
		for _, d := range [...]Point{{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}} {
			n := Point{p.X + d.X, p.Y + d.Y}
			if seen[n] || !l.At(n.X, n.Y).Passable() {
				continue
			}
			seen[n] = true
			queue = append(queue, n)
		}
	}
	return seen
}

// Solvable rapporterar om minst en perrong med ett rätt tåg kan nås från start.
func (l *Level) Solvable() bool {
	reach := l.Reachable()
	for _, tr := range l.Trains {
		if !tr.Correct {
			continue
		}
		for _, p := range l.Find(Tile(tr.Platform[0])) {
			if reach[p] {
				return true
			}
		}
	}
	return false
}

// UngatedPlatforms listar perronger som går att nå från start utan att
// passera någon spärr. Speldesignen kräver att alla perronger ligger
// innanför spärrar, så listan ska vara tom för skeppade banor.
func (l *Level) UngatedPlatforms() []Point {
	start := l.SpawnPoint()
	seen := map[Point]bool{start: true}
	queue := []Point{start}
	for len(queue) > 0 {
		p := queue[0]
		queue = queue[1:]
		for _, d := range [...]Point{{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}} {
			n := Point{p.X + d.X, p.Y + d.Y}
			t := l.At(n.X, n.Y)
			if seen[n] || !t.Passable() || t == Gate {
				continue
			}
			seen[n] = true
			queue = append(queue, n)
		}
	}
	var out []Point
	for _, t := range []Tile{Platform, WrongPlatform} {
		for _, p := range l.Find(t) {
			if seen[p] {
				out = append(out, p)
			}
		}
	}
	return out
}

// Unreachable listar interaktiva rutor (perronger, automater, skyltar) som
// inte går att nå – praktiskt som varning när man bygger banor.
func (l *Level) Unreachable() []Point {
	reach := l.Reachable()
	var out []Point
	for _, t := range []Tile{Platform, WrongPlatform, TicketMachine, Sign, Gate, Toilet, Kiosk} {
		for _, p := range l.Find(t) {
			if !reach[p] {
				out = append(out, p)
			}
		}
	}
	return out
}

// BoardText är avgångstavlans text på japanska, t.ex. "2番線 成田エクスプレス 新宿方面".
func (tr *Train) BoardText() string {
	return tr.Track + "番線 " + tr.Line.Get("ja") + " " + tr.Destination.Get("ja") + "方面"
}

// TrackTile är rutan "bortom perrongkanten" där rälsen går: första väggruta
// nedanför, till höger, till vänster eller ovanför perrongen. horizontal
// anger om rälsen (och tågets rörelse) går i sidled.
func (l *Level) TrackTile(p Point) (tile Point, horizontal bool) {
	for _, d := range [...]Point{{X: 0, Y: 1}, {X: 1, Y: 0}, {X: -1, Y: 0}, {X: 0, Y: -1}} {
		n := Point{X: p.X + d.X, Y: p.Y + d.Y}
		if l.At(n.X, n.Y) == Wall {
			return n, d.Y != 0
		}
	}
	return p, true
}

// CorrectPlatform returnerar en perrongruta med rätt tåg (valideringen
// garanterar att det finns minst ett rätt tåg vid en befintlig perrong).
func (l *Level) CorrectPlatform() Point {
	for _, tr := range l.Trains {
		if tr.Correct {
			if pts := l.Find(Tile(tr.Platform[0])); len(pts) > 0 {
				return pts[0]
			}
		}
	}
	return l.SpawnPoint()
}

// CanEnter rapporterar om rutan går att gå in på (för sim.Mover).
func (l *Level) CanEnter(p Point) bool { return l.At(p.X, p.Y).Passable() }

// TrainAt returnerar tåget vid en perrongruta, eller nil.
func (l *Level) TrainAt(t Tile) *Train {
	for i := range l.Trains {
		if Tile(l.Trains[i].Platform[0]) == t {
			return &l.Trains[i]
		}
	}
	return nil
}

// LoadFile läser och validerar en bana från disk.
func LoadFile(path string) (*Level, error) {
	b, err := os.ReadFile(path)
	if err != nil {
		return nil, fmt.Errorf("level: %w", err)
	}
	return Parse(b)
}

// List returnerar id:n (filnamn utan .json) för alla banor i en mapp, sorterade.
func List(dir string) ([]string, error) {
	files, err := filepath.Glob(filepath.Join(dir, "*.json"))
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	ids := make([]string, 0, len(files))
	for _, f := range files {
		ids = append(ids, strings.TrimSuffix(filepath.Base(f), ".json"))
	}
	sort.Strings(ids)
	return ids, nil
}