kompas3d-mcp/src/Kompas.Mcp.Core/Modeling/PartModeler.cs

using System.Runtime.InteropServices;
using System.Runtime.Versioning;
using Kompas.Mcp.Core.Threading;
using Kompas6API5;
using Kompas6Constants3D;

namespace Kompas.Mcp.Core.Modeling;

/// <summary>
/// Построение 3D-детали через API5 (<c>ksPart</c>): эскизы и формообразующие операции.
/// Эскизы и операции регистрируются под целочисленными id, чтобы инструменты MCP могли
/// ссылаться на них в цикле «эскиз → операция → эскиз».
/// </summary>
[SupportedOSPlatform("windows")]
public sealed class PartModeler : IDisposable
{
    private const int MainLineStyle = 1; // системный стиль «Основная»
    private const int AxisLineStyle = 3; // системный стиль «Осевая» (ось вращения)

    private readonly KompasSession _session;
    private readonly KompasDispatcher _dispatcher;

    private int _nextId = 1;
    private readonly Dictionary<int, SketchEntry> _sketches = new();
    private readonly Dictionary<int, ksEntity> _features = new();

    public PartModeler(KompasSession session, KompasDispatcher dispatcher)
    {
        _session = session ?? throw new ArgumentNullException(nameof(session));
        _dispatcher = dispatcher ?? throw new ArgumentNullException(nameof(dispatcher));
    }

    private sealed class SketchEntry
    {
        public required ksEntity Entity { get; init; }
        public required ksSketchDefinition Definition { get; init; }
        public ksDocument2D? Editor { get; set; } // не null, пока эскиз открыт на редактирование
    }

    // ---- Эскизы ------------------------------------------------------------

    /// <summary>Создать эскиз на базовой плоскости и открыть его на редактирование. Возвращает id эскиза.</summary>
    public Task<int> OpenSketchAsync(BasePlane plane, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            var part = GetTopPart();
            var planeEntity = part.GetDefaultEntity((short)BasePlanes.ToObj3dType(plane)) as ksEntity
                ?? throw new InvalidOperationException("Не удалось получить базовую плоскость.");
            return CreateSketchOn(part, planeEntity);
        }, ct);

    /// <summary>
    /// Создать эскиз на плоской грани детали, найденной по точке <paramref name="x"/>,<paramref name="y"/>,<paramref name="z"/>
    /// (мировые координаты модели, мм), и открыть его на редактирование. Возвращает id эскиза.
    /// Это ключ к итеративному циклу «построил → выбрал грань → новый эскиз на ней».
    /// </summary>
    public Task<int> OpenSketchOnFaceAsync(double x, double y, double z, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            var part = GetTopPart();
            var faces = part.EntityCollection((short)Obj3dType.o3d_face) as ksEntityCollection
                ?? throw new InvalidOperationException("Не удалось получить коллекцию граней.");
            // Оставляем в коллекции только грани, проходящие через указанную точку.
            faces.SelectByPoint(x, y, z);
            if (faces.GetCount() == 0)
                throw new InvalidOperationException(
                    $"В точке ({x}, {y}, {z}) не найдено грани. Сделайте снимок и сверьте координаты.");

            var face = faces.GetByIndex(0) as ksEntity
                ?? throw new InvalidOperationException("Грань из коллекции не приводится к ksEntity.");
            return CreateSketchOn(part, face);
        }, ct);

    /// <summary>
    /// Создать эскиз на грани детали, заданной индексом из list_faces, и открыть на редактирование.
    /// Индекс стабилен, пока геометрия не меняется. Возвращает id эскиза.
    /// </summary>
    public Task<int> OpenSketchOnFaceIndexAsync(int faceIndex, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            var part = GetTopPart();
            var faces = part.EntityCollection((short)Obj3dType.o3d_face) as ksEntityCollection
                ?? throw new InvalidOperationException("Не удалось получить коллекцию граней.");
            if (faceIndex < 0 || faceIndex >= faces.GetCount())
                throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(faceIndex),
                    $"Индекс грани вне диапазона [0; {faces.GetCount() - 1}]. Сверьтесь с list_faces.");

            var face = faces.GetByIndex(faceIndex) as ksEntity
                ?? throw new InvalidOperationException("Грань по индексу не приводится к ksEntity.");
            return CreateSketchOn(part, face);
        }, ct);

    /// <summary>Общее ядро: создать эскиз на заданной плоскости/грани и открыть на редактирование.</summary>
    private int CreateSketchOn(ksPart part, ksEntity planeEntity)
    {
        var entity = part.NewEntity((short)Obj3dType.o3d_sketch) as ksEntity
            ?? throw new InvalidOperationException("NewEntity(o3d_sketch) вернул null.");
        var def = entity.GetDefinition() as ksSketchDefinition
            ?? throw new InvalidOperationException("GetDefinition() эскиза вернул не ksSketchDefinition.");

        def.SetPlane(planeEntity);
        entity.Create();

        var editor = def.BeginEdit() as ksDocument2D
            ?? throw new InvalidOperationException("BeginEdit() не вернул ksDocument2D.");

        var id = _nextId++;
        _sketches[id] = new SketchEntry { Entity = entity, Definition = def, Editor = editor };
        return id;
    }

    /// <summary>Добавить отрезок в открытый эскиз.</summary>
    public Task AddLineAsync(int sketchId, double x1, double y1, double x2, double y2, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            var editor = RequireOpenSketch(sketchId).Editor!;
            if (editor.ksLineSeg(x1, y1, x2, y2, MainLineStyle) == 0)
                throw new InvalidOperationException("ksLineSeg вернул 0 (отрезок не создан).");
        }, ct);

    /// <summary>Добавить окружность в открытый эскиз.</summary>
    public Task AddCircleAsync(int sketchId, double centerX, double centerY, double radius, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            if (radius <= 0) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(radius), "Радиус должен быть > 0.");
            var editor = RequireOpenSketch(sketchId).Editor!;
            if (editor.ksCircle(centerX, centerY, radius, MainLineStyle) == 0)
                throw new InvalidOperationException("ksCircle вернул 0 (окружность не создана).");
        }, ct);

    /// <summary>Добавить прямоугольник (4 отрезка) по двум углам.</summary>
    public Task AddRectangleAsync(int sketchId, double x1, double y1, double x2, double y2, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            var editor = RequireOpenSketch(sketchId).Editor!;
            void Seg(double ax, double ay, double bx, double by)
            {
                if (editor.ksLineSeg(ax, ay, bx, by, MainLineStyle) == 0)
                    throw new InvalidOperationException("ksLineSeg вернул 0 (сторона прямоугольника не создана).");
            }
            Seg(x1, y1, x2, y1);
            Seg(x2, y1, x2, y2);
            Seg(x2, y2, x1, y2);
            Seg(x1, y2, x1, y1);
        }, ct);

    /// <summary>Добавить осевую линию (стиль «осевая») в эскиз — ось для операции вращения.</summary>
    public Task AddAxisAsync(int sketchId, double x1, double y1, double x2, double y2, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            var editor = RequireOpenSketch(sketchId).Editor!;
            if (editor.ksLineSeg(x1, y1, x2, y2, AxisLineStyle) == 0)
                throw new InvalidOperationException("ksLineSeg (ось) вернул 0 (ось не создана).");
        }, ct);

    /// <summary>Завершить редактирование эскиза.</summary>
    public Task CloseSketchAsync(int sketchId, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() => CloseSketchCore(RequireSketch(sketchId)), ct);

    // ---- Операции ----------------------------------------------------------

    /// <summary>
    /// Выдавить эскиз. <paramref name="cut"/> — вырезание вместо добавления материала.
    /// Возвращает id операции.
    /// </summary>
    /// <param name="throughAll">Сквозное выдавливание/вырез через всю деталь в обе стороны
    /// (для отверстий — гарантированно пробивает материал; <paramref name="depth"/> игнорируется).</param>
    public Task<int> ExtrudeAsync(
        int sketchId, double depth, bool cut = false, bool forward = true,
        double draftAngle = 0, bool throughAll = false, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            if (!throughAll && depth <= 0)
                throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(depth), "Глубина должна быть > 0 (или используйте throughAll).");
            var sketch = RequireSketch(sketchId);
            CloseSketchCore(sketch); // эскиз должен быть закрыт перед операцией

            var part = GetTopPart();
            var type = cut ? Obj3dType.o3d_cutExtrusion : Obj3dType.o3d_bossExtrusion;
            var entity = part.NewEntity((short)type) as ksEntity
                ?? throw new InvalidOperationException("NewEntity операции выдавливания вернул null.");

            // Конкретные типы определений (без dynamic): ошибки связывания — на этапе компиляции.
            if (cut)
            {
                var def = entity.GetDefinition() as ksCutExtrusionDefinition
                    ?? throw new InvalidOperationException("GetDefinition() выреза вернул не ksCutExtrusionDefinition.");
                if (throughAll)
                {
                    def.directionType = (short)Direction_Type.dtBoth;
                    def.SetSideParam(true, (short)End_Type.etThroughAll, depth, draftAngle, false);
                    def.SetSideParam(false, (short)End_Type.etThroughAll, depth, draftAngle, false);
                }
                else
                {
                    def.directionType = (short)Direction_Type.dtNormal;
                    def.SetSideParam(forward, (short)End_Type.etBlind, depth, draftAngle, false);
                }
                def.SetSketch(sketch.Entity);
            }
            else
            {
                if (throughAll)
                    throw new ArgumentException("throughAll поддерживается только для выреза (cut).", nameof(throughAll));
                var def = entity.GetDefinition() as ksBossExtrusionDefinition
                    ?? throw new InvalidOperationException("GetDefinition() выдавливания вернул не ksBossExtrusionDefinition.");
                def.directionType = (short)Direction_Type.dtNormal;
                def.SetSideParam(forward, (short)End_Type.etBlind, depth, draftAngle, false);
                def.SetSketch(sketch.Entity);
            }

            if (!entity.Create())
                throw new InvalidOperationException("Create() операции выдавливания вернул FALSE.");

            var id = _nextId++;
            _features[id] = entity;
            return id;
        }, ct);

    /// <summary>
    /// Вращать эскиз вокруг его осевой линии (добавьте её через AddAxis). <paramref name="cut"/> —
    /// вырезание вместо добавления материала. Угол <paramref name="angle"/> — в градусах.
    /// Возвращает id операции.
    /// </summary>
    public Task<int> RevolveAsync(
        int sketchId, double angle = 360, bool cut = false, bool forward = true,
        CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            if (angle is <= 0 or > 360)
                throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(angle), "Угол вращения должен быть в (0; 360].");
            var sketch = RequireSketch(sketchId);
            CloseSketchCore(sketch); // эскиз должен быть закрыт перед операцией

            var part = GetTopPart();
            var type = cut ? Obj3dType.o3d_cutRotated : Obj3dType.o3d_bossRotated;
            var entity = part.NewEntity((short)type) as ksEntity
                ?? throw new InvalidOperationException("NewEntity операции вращения вернул null.");

            if (cut)
            {
                var def = entity.GetDefinition() as ksCutRotatedDefinition
                    ?? throw new InvalidOperationException("GetDefinition() выреза вращением вернул не ksCutRotatedDefinition.");
                def.directionType = (short)Direction_Type.dtNormal;
                def.SetThinParam(false, 0, 0, 0);
                def.SetSideParam(forward, angle);
                def.SetSketch(sketch.Entity);
            }
            else
            {
                var def = entity.GetDefinition() as ksBossRotatedDefinition
                    ?? throw new InvalidOperationException("GetDefinition() вращения вернул не ksBossRotatedDefinition.");
                def.directionType = (short)Direction_Type.dtNormal;
                def.toroidShapeType = false; // сфероид (сплошное тело), не тороид
                def.SetThinParam(false, 0, 0, 0);
                def.SetSideParam(forward, angle);
                def.SetSketch(sketch.Entity);
            }

            if (!entity.Create())
                throw new InvalidOperationException("Create() операции вращения вернул FALSE.");

            var id = _nextId++;
            _features[id] = entity;
            return id;
        }, ct);

    /// <summary>
    /// Скруглить ребро детали, найденное по точке (мировые координаты, мм), радиусом <paramref name="radius"/>.
    /// Возвращает id операции.
    /// </summary>
    public Task<int> FilletEdgeAsync(double x, double y, double z, double radius, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            var part = GetTopPart();
            return CreateFillet(part, SelectEdgeByPoint(part, x, y, z), radius);
        }, ct);

    /// <summary>Скруглить ребро детали по индексу из list_edges радиусом <paramref name="radius"/>.</summary>
    public Task<int> FilletEdgeIndexAsync(int edgeIndex, double radius, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            var part = GetTopPart();
            return CreateFillet(part, SelectEdgeByIndex(part, edgeIndex), radius);
        }, ct);

    private int CreateFillet(ksPart part, ksEntity edge, double radius)
    {
        if (radius <= 0) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(radius), "Радиус скругления должен быть > 0.");

        var entity = part.NewEntity((short)Obj3dType.o3d_fillet) as ksEntity
            ?? throw new InvalidOperationException("NewEntity(o3d_fillet) вернул null.");
        var def = entity.GetDefinition() as ksFilletDefinition
            ?? throw new InvalidOperationException("GetDefinition() скругления вернул не ksFilletDefinition.");
        def.radius = radius;
        def.tangent = false;
        var arr = def.array() as ksEntityCollection
            ?? throw new InvalidOperationException("array() скругления вернул не ksEntityCollection.");
        arr.Add(edge);

        if (!entity.Create())
            throw new InvalidOperationException("Create() скругления вернул FALSE (радиус слишком велик для ребра?).");

        var id = _nextId++;
        _features[id] = entity;
        return id;
    }

    /// <summary>
    /// Снять фаску с ребра детали, найденного по точке (мировые координаты, мм), катетом <paramref name="distance"/>.
    /// Возвращает id операции.
    /// </summary>
    public Task<int> ChamferEdgeAsync(double x, double y, double z, double distance, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            var part = GetTopPart();
            return CreateChamfer(part, SelectEdgeByPoint(part, x, y, z), distance);
        }, ct);

    /// <summary>Снять фаску с ребра детали по индексу из list_edges катетом <paramref name="distance"/>.</summary>
    public Task<int> ChamferEdgeIndexAsync(int edgeIndex, double distance, CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            var part = GetTopPart();
            return CreateChamfer(part, SelectEdgeByIndex(part, edgeIndex), distance);
        }, ct);

    private int CreateChamfer(ksPart part, ksEntity edge, double distance)
    {
        if (distance <= 0) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(distance), "Катет фаски должен быть > 0.");

        var entity = part.NewEntity((short)Obj3dType.o3d_chamfer) as ksEntity
            ?? throw new InvalidOperationException("NewEntity(o3d_chamfer) вернул null.");
        var def = entity.GetDefinition() as ksChamferDefinition
            ?? throw new InvalidOperationException("GetDefinition() фаски вернул не ksChamferDefinition.");
        def.tangent = false;
        def.SetChamferParam(true, distance, distance);
        var arr = def.array() as ksEntityCollection
            ?? throw new InvalidOperationException("array() фаски вернул не ksEntityCollection.");
        arr.Add(edge);

        if (!entity.Create())
            throw new InvalidOperationException("Create() фаски вернул FALSE (катет слишком велик для ребра?).");

        var id = _nextId++;
        _features[id] = entity;
        return id;
    }

    /// <summary>Перестроить документ.</summary>
    public Task RebuildAsync(CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(() =>
        {
            var doc3d = ActiveDoc3D();
            doc3d.RebuildDocument();
        }, ct);

    /// <summary>
    /// Сбросить реестр эскизов/операций и освободить их COM-объекты. Вызывать при смене
    /// активного документа (создание/открытие/закрытие) — id больше не действительны.
    /// </summary>
    public Task ResetAsync(CancellationToken ct = default)
        => _dispatcher.InvokeAsync(ResetCore, ct);

    // ---- Внутреннее --------------------------------------------------------

    private ksDocument3D ActiveDoc3D()
        => _session.Kompas.ActiveDocument3D() as ksDocument3D
           ?? throw new InvalidOperationException("Нет активного 3D-документа.");

    private ksPart GetTopPart()
        => ActiveDoc3D().GetPart((short)Part_Type.pTop_Part) as ksPart
           ?? throw new InvalidOperationException("Не удалось получить вершинный компонент (ksPart).");

    /// <summary>Выбрать ребро детали по точке (мировые координаты). Берёт первое подходящее.</summary>
    private static ksEntity SelectEdgeByPoint(ksPart part, double x, double y, double z)
    {
        var edges = part.EntityCollection((short)Obj3dType.o3d_edge) as ksEntityCollection
            ?? throw new InvalidOperationException("Не удалось получить коллекцию рёбер.");
        edges.SelectByPoint(x, y, z);
        if (edges.GetCount() == 0)
            throw new InvalidOperationException(
                $"В точке ({x}, {y}, {z}) не найдено ребра. Сделайте снимок и сверьте координаты точки на ребре.");
        return edges.GetByIndex(0) as ksEntity
            ?? throw new InvalidOperationException("Ребро из коллекции не приводится к ksEntity.");
    }

    /// <summary>Выбрать ребро детали по индексу из list_edges.</summary>
    private static ksEntity SelectEdgeByIndex(ksPart part, int edgeIndex)
    {
        var edges = part.EntityCollection((short)Obj3dType.o3d_edge) as ksEntityCollection
            ?? throw new InvalidOperationException("Не удалось получить коллекцию рёбер.");
        if (edgeIndex < 0 || edgeIndex >= edges.GetCount())
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(edgeIndex),
                $"Индекс ребра вне диапазона [0; {edges.GetCount() - 1}]. Сверьтесь с list_edges.");
        return edges.GetByIndex(edgeIndex) as ksEntity
            ?? throw new InvalidOperationException("Ребро по индексу не приводится к ksEntity.");
    }

    private SketchEntry RequireSketch(int id)
        => _sketches.TryGetValue(id, out var s) ? s
           : throw new KeyNotFoundException($"Эскиз с id={id} не найден.");

    private SketchEntry RequireOpenSketch(int id)
    {
        var s = RequireSketch(id);
        if (s.Editor is null)
            throw new InvalidOperationException($"Эскиз id={id} уже закрыт — добавление геометрии невозможно.");
        return s;
    }

    private static void CloseSketchCore(SketchEntry s)
    {
        if (s.Editor is null) return;
        s.Definition.EndEdit();
        ReleaseCom(s.Editor); // редактор после EndEdit больше не нужен
        s.Editor = null;
    }

    private void ResetCore()
    {
        foreach (var s in _sketches.Values)
        {
            ReleaseCom(s.Editor);
            ReleaseCom(s.Definition);
            ReleaseCom(s.Entity);
        }
        foreach (var f in _features.Values)
            ReleaseCom(f);
        _sketches.Clear();
        _features.Clear();
        _nextId = 1;
    }

    private static void ReleaseCom(object? comObject)
    {
        if (comObject is not null && Marshal.IsComObject(comObject))
        {
            try { Marshal.ReleaseComObject(comObject); }
            catch { /* освобождение не критично */ }
        }
    }

    public void Dispose()
    {
        // Освобождаем COM на STA-потоке; не виснем на старте, если поток занят.
        try { _dispatcher.InvokeAsync(ResetCore).Wait(TimeSpan.FromSeconds(5)); }
        catch { /* при остановке диспетчера COM освободит GC */ }
    }
}