# Factorio Space Age Production Calculator

> **Stack:** C# .NET 10, MathNet.Numerics, Spectre.Console, ClosedXML, xUnit, Microsoft.Extensions.DependencyInjection

Калькулятор производственных цепочек для **Factorio: Space Age**. Рассчитывает количество машин, потоки ресурсов и сырьевые входы для заданных целей производства.

## Математическая модель

Решение строится через **систему линейных уравнений** (не DFS):

```
A × x = b
```

Где:
- **A** — матрица коэффициентов (строки = ресурсы, столбцы = рецепты)
- **x** — скорости выполнения рецептов (cycles/sec) — неизвестные
- **b** — целевые скорости производства (targets) / 0 (intermediates)

Решение: **LU-разложение** (квадратная матрица), **QR** (переопределённая), **псевдообратная** (недоопределённая).

## Архитектура

```
FactorioCalc/
├── src/
│   ├── FactorioCalc.Domain/     # Сущности, интерфейсы (DDD)
│   ├── FactorioCalc.Data/       # JSON-хранилище рецептов
│   ├── FactorioCalc.Solver/     # Матричный решатель (MathNet.Numerics)
│   ├── FactorioCalc.Reporting/  # Console/JSON/Excel экспорт
│   └── FactorioCalc.CLI/        # Точка входа, DI, парсинг аргументов
├── tests/
│   └── FactorioCalc.Tests/      # xUnit unit-тесты (30 тестов)
├── data/
│   └── recipes.json             # База рецептов Space Age
└── README.md
```

### Слои

| Слой | Описание |
|------|----------|
| **Domain** | Immutable-сущности: `Resource`, `Recipe`, `Machine`, `Module`, `RecipeExecution`, `ProductionTarget`, `ProductionResult` |
| **Data** | `JsonRecipeRepository` — загрузка рецептов из JSON |
| **Solver** | `ResourceClassifier` — классификация ресурсов, `RecipeMatrixBuilder` — построение матрицы, `ProductionSolver` — решение через MathNet.Numerics |
| **Reporting** | `ConsoleReporter`, `JsonReporter`, `ExcelReporter` |
| **CLI** | Парсинг аргументов, DI (Microsoft.Extensions.DependencyInjection), Spectre.Console |

### Классы Solver

| Класс | Ответственность |
|-------|-----------------|
| `ResourceClassifier` | Определяет target / intermediate / raw ресурсы |
| `RecipeMatrixBuilder` | Строит матрицу коэффициентов A и вектор b |
| `ProductionSolver` | Решает систему, считает машины, потоки ресурсов |

## Быстрый старт

```bash
# Сборка
dotnet build src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj

# Тесты
dotnet test tests/FactorioCalc.Tests/FactorioCalc.Tests.csproj

# Запуск
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj
```

## Использование

### Расчёт производства

```bash
# Простой расчёт
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- solve "Steel Plate:5"

# Множественные цели
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- solve "Red Science Pack:10" "Processing Unit:30"

# С модулями
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- solve "Blue Science Pack:60" -m "Productivity Module 3"

# С экспортом
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- solve "Yellow Science Pack:15" -j result.json -e result.xlsx
```

### Формат целей

```
"ResourceName:amount"
```

Например: `"Steel Plate:5"` → 5 стальных пластин в секунду.

### Опции

| Опция | Описание |
|-------|----------|
| `-r, --recipe-file <path>` | Путь к JSON с рецептами |
| `-m, --modules <name>` | Модуль для применения (можно повторять) |
| `-j, --json <path>` | Экспорт в JSON |
| `-e, --excel <path>` | Экспорт в Excel (.xlsx) |

### Список ресурсов

```bash
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- list --resources
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- list --recipes
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- list --machines
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- list --modules
```

## Формула расчёта

```
Матрица A:  A[resource, recipe] = Σ(products) - Σ(ingredients)  (с учётом productivity)
Система:    A × x = b
Решение:    x = A⁻¹ × b  (LU decomposition)
Machine Count = recipe_rate / (effective_speed / craft_time)
Effective Speed = base_speed × (1 + speed_bonus)
```

## Принципы

- **SOLID** — разделение ответственности по слоям
- **Immutable entities** — все сущности Domain-слоя неизменяемы
- **IReadOnlyCollection / IReadOnlyDictionary** — публичные API
- **Matrix-based solver** — система линейных уравнений через MathNet.Numerics
- **DI** — Microsoft.Extensions.DependencyInjection
- **No recursion** — никаких DFS, никаких раскрытий дерева

## Тесты

```bash
dotnet test tests/FactorioCalc.Tests/FactorioCalc.Tests.csproj
```

30 тестов: валидация сущностей Domain-слоя + интеграционные тесты Solver-а + тесты ResourceClassifier и RecipeMatrixBuilder.