"""Sistema de coordenadas naval.

Regla de oro #11: coordenadas navales consistentes en TODO el código.

- X: desde Perpendicular de Popa (Pp), positivo hacia proa.
- Y: desde Línea de Crujía (CL), positivo a estribor, negativo a babor.
- Z: desde Línea Base (BL), positivo hacia arriba.

Todo en metros (SI).

`ShipCoord` es inmutable (`frozen=True`). Cualquier transformación a
pantalla pasa por renderers (UI) explícitos, NO por métodos de esta clase.
"""

from __future__ import annotations

from typing import ClassVar

from pydantic import BaseModel, ConfigDict, Field


class ShipCoord(BaseModel):
    """Punto en el marco del buque (Pp / CL / BL).

    Buques típicos del segmento 30-40 m:
    - Eslora total: 20 - 60 m
    - Manga máxima: 5 - 15 m
    - Calado: 0.5 - 5 m
    - Altura sobre BL: -3 m (quilla) a +20 m (mástil)

    Los validadores permiten un margen extra para cubrir buques en
    desarrollo y errores de captura del integrador.
    """

    model_config = ConfigDict(frozen=True, extra="forbid")

    x_pp: float = Field(
        ...,
        ge=-5.0,
        le=200.0,
        description="Metros desde Perpendicular de Popa, positivo hacia proa.",
    )
    y_cl: float = Field(
        ...,
        ge=-30.0,
        le=30.0,
        description="Metros desde Línea de Crujía, +estribor / -babor.",
    )
    z_bl: float = Field(
        ...,
        ge=-10.0,
        le=50.0,
        description="Metros desde Línea Base, positivo hacia arriba.",
    )

    ORIGIN: ClassVar[str] = "Pp/CL/BL"
    UNIT: ClassVar[str] = "m"

    def as_tuple(self) -> tuple[float, float, float]:
        """Devuelve (x_pp, y_cl, z_bl) para serialización o cálculos numpy."""
        return (self.x_pp, self.y_cl, self.z_bl)

    def is_starboard(self) -> bool:
        """True si está a estribor (y_cl > 0)."""
        return self.y_cl > 0.0

    def is_port(self) -> bool:
        """True si está a babor (y_cl < 0)."""
        return self.y_cl < 0.0

    def is_centerline(self) -> bool:
        """True si está en línea de crujía (y_cl == 0, con tolerancia mm)."""
        return abs(self.y_cl) < 1e-3

    def distance_to(self, other: ShipCoord) -> float:
        """Distancia euclídea 3D en metros entre dos puntos del buque."""
        dx = self.x_pp - other.x_pp
        dy = self.y_cl - other.y_cl
        dz = self.z_bl - other.z_bl
        return (dx * dx + dy * dy + dz * dz) ** 0.5

    def __str__(self) -> str:
        return f"ShipCoord(x_pp={self.x_pp:.2f}, y_cl={self.y_cl:+.2f}, z_bl={self.z_bl:+.2f}) [m]"