Gen_Hack-and-Slash-Roguelite/Client/Assets/Scripts/Map/BuildingPatternMapGenerator.cs

using UnityEngine;
using Newtonsoft.Json;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks; // 引入 System.Threading.Tasks
using Managers;

namespace Map
{
    /// <summary>
    /// 定义图案中单个瓦片的数据。
    /// </summary>
    public class PatternTileData
    {
        /// <summary>
        /// 相对于图案锚点的X坐标偏移。
        /// </summary>
        [JsonProperty("relativeX", Required = Required.Always)]
        public int RelativeX { get; set; }

        /// <summary>
        /// 相对于图案锚点的Y坐标偏移。
        /// </summary>
        [JsonProperty("relativeY", Required = Required.Always)]
        public int RelativeY { get; set; }

        /// <summary>
        /// 该位置放置的瓦片定义名称。
        /// </summary>
        [JsonProperty("tileDefName", Required = Required.Always)]
        public string TileDefName { get; set; } = "DefaultBuildingTile";
    }

    /// <summary>
    /// 定义一个可重复使用的瓦片图案。
    /// </summary>
    public class PatternDefinition
    {
        /// <summary>
        /// 图案的唯一ID。
        /// </summary>
        [JsonProperty("patternId", Required = Required.Always)]
        public string PatternId { get; set; } = "DefaultPattern";

        /// <summary>
        /// 构成图案的瓦片列表。
        /// </summary>
        [JsonProperty("tiles", Required = Required.Always)]
        public List<PatternTileData> Tiles { get; set; } = new List<PatternTileData>();

        /// <summary>
        /// 图案的宽度（从最小到最大X相对坐标的范围）。
        /// </summary>
        [JsonIgnore] public int Width { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 图案的高度（从最小到最大Y相对坐标的范围）。
        /// </summary>
        [JsonIgnore] public int Height { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 相对于图案锚点的最小X坐标。
        /// </summary>
        [JsonIgnore] public int MinRelativeX { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 相对于图案锚点的最大X坐标。
        /// </summary>
        [JsonIgnore] public int MaxRelativeX { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 相对于图案锚点的最小Y坐标。
        /// </summary>
        [JsonIgnore] public int MinRelativeY { get; private set; }
        /// <summary>
        /// 相对于图案锚点的最大Y坐标。
        /// </summary>
        [JsonIgnore] public int MaxRelativeY { get; private set; }

        /// <summary>
        /// 计算图案的边界和尺寸。应在Init解析后调用一次。
        /// </summary>
        public void CalculateBounds()
        {
            if (Tiles == null || Tiles.Count == 0)
            {
                MinRelativeX = 0;
                MaxRelativeX = 0;
                Width = 1;
                MinRelativeY = 0;
                MaxRelativeY = 0;
                Height = 1;
                return;
            }

            MinRelativeX = int.MaxValue;
            MaxRelativeX = int.MinValue;
            MinRelativeY = int.MaxValue;
            MaxRelativeY = int.MinValue;
            foreach (var tileData in Tiles)
            {
                MinRelativeX = Mathf.Min(MinRelativeX, tileData.RelativeX);
                MaxRelativeX = Mathf.Max(MaxRelativeX, tileData.RelativeX);
                MinRelativeY = Mathf.Min(MinRelativeY, tileData.RelativeY);
                MaxRelativeY = Mathf.Max(MaxRelativeY, tileData.RelativeY);
            }

            Width = MaxRelativeX - MinRelativeX + 1;
            Height = MaxRelativeY - MinRelativeY + 1;
        }

        /// <summary>
        /// 缓存已加载的TileBase对象，避免重复从TileManager获取。
        /// </summary>
        [JsonIgnore] private Dictionary<string, UnityEngine.Tilemaps.TileBase> _tileCache;

        /// <summary>
        /// 获取或缓存指定定义名称的TileBase。
        /// </summary>
        /// <param name="defName">瓦片定义名称。</param>
        /// <returns>对应的TileBase对象，如果未找到则为null。</returns>
        public UnityEngine.Tilemaps.TileBase GetCachedTile(string defName)
        {
            _tileCache ??= new Dictionary<string, UnityEngine.Tilemaps.TileBase>();
            if (!_tileCache.TryGetValue(defName, out var tile))
            {
                tile = TileManager.Instance.GetTile(defName);
                if (tile != null)
                {
                    _tileCache[defName] = tile;
                }
            }

            return tile;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 抽象基类，用于定义图案的放置指令。
    /// </summary>
    [JsonConverter(typeof(PlacementInstructionConverter))]
    public abstract class PlacementInstruction
    {
        /// <summary>
        /// 要放置的图案ID。
        /// </summary>
        [JsonProperty("patternId", Required = Required.Always)]
        public string PatternId { get; set; } = string.Empty;

        /// <summary>
        /// (可选) 必须放置在其上的基础瓦片名称。
        /// </summary>
        [JsonProperty("requiredBaseTileDefName")]
        public string RequiredBaseTileDefName { get; set; }

        /// <summary>
        /// 放置指令的类型字段，用于JsonConverter识别。
        /// </summary>
        [JsonProperty("type", Required = Required.Always)]
        public string Type { get; protected set; }

        /// <summary>
        /// 构造函数。
        /// </summary>
        /// <param name="type">指令类型字符串。</param>
        protected PlacementInstruction(string type)
        {
            Type = type;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 用于反序列化PlacementInstruction及其派生类的JSON转换器。
    /// </summary>
    public class PlacementInstructionConverter : JsonConverter
    {
        public override bool CanConvert(Type objectType)
        {
            return objectType == typeof(PlacementInstruction);
        }

        public override object ReadJson(JsonReader reader, Type objectType, object existingValue,
            JsonSerializer serializer)
        {
            var jsonObject = Newtonsoft.Json.Linq.JObject.Load(reader);
            var type = jsonObject["type"]?.ToString();
            if (type == null)
            {
                throw new JsonSerializationException("放置指令JSON中必须包含'type'字段。");
            }

            PlacementInstruction instruction;
            switch (type.ToLowerInvariant())
            {
                case "fixed":
                    instruction = new FixedPlacementInstruction();
                    break;
                case "random":
                    instruction = new RandomPlacementInstruction();
                    break;
                default:
                    throw new JsonSerializationException($"未知的放置指令类型: {type}");
            }

            serializer.Populate(jsonObject.CreateReader(), instruction);
            return instruction;
        }

        public override void WriteJson(JsonWriter writer, object value, JsonSerializer serializer)
        {
            serializer.Serialize(writer, value, value?.GetType() ?? typeof(object));
        }
    }

    /// <summary>
    /// 指定固定位置放置图案的指令。
    /// </summary>
    public class FixedPlacementInstruction : PlacementInstruction
    {
        /// <summary>
        /// 放置的绝对X坐标。
        /// </summary>
        [JsonProperty("x", Required = Required.Always)]
        public int X { get; set; }

        /// <summary>
        /// 放置的绝对Y坐标。
        /// </summary>
        [JsonProperty("y", Required = Required.Always)]
        public int Y { get; set; }

        /// <summary>
        /// 构造函数。
        /// </summary>
        public FixedPlacementInstruction() : base("fixed")
        {
        }
    }

    /// <summary>
    /// 指定随机位置放置图案的指令。
    /// </summary>
    public class RandomPlacementInstruction : PlacementInstruction
    {
        /// <summary>
        /// 尝试放置的次数。
        /// </summary>
        [JsonProperty("count", Required = Required.Always)]
        public int Count { get; set; } = 1;

        /// <summary>
        /// 随机放置区域的最小X坐标。
        /// </summary>
        [JsonProperty("minX")] public int MinX { get; set; }
        /// <summary>
        /// 随机放置区域的最大X坐标。
        /// </summary>
        [JsonProperty("maxX")] public int MaxX { get; set; } = 99;
        /// <summary>
        /// 随机放置区域的最小Y坐标。
        /// </summary>
        [JsonProperty("minY")] public int MinY { get; set; }
        /// <summary>
        /// 随机放置区域的最大Y坐标。
        /// </summary>
        [JsonProperty("maxY")] public int MaxY { get; set; } = 99;

        /// <summary>
        /// 为每个图案尝试放置的最大次数，防止无限循环。
        /// </summary>
        [JsonProperty("maxAttemptsPerPattern")]
        public int MaxAttemptsPerPattern { get; set; } = 20;

        /// <summary>
        /// 构造函数。
        /// </summary>
        public RandomPlacementInstruction() : base("random")
        {
        }
    }

    /// <summary>
    /// 建筑/图案生成器的配置类。
    /// </summary>
    public class BuildingPatternGeneratorConfig
    {
        /// <summary>
        /// 所有预定义的图案列表。
        /// </summary>
        [JsonProperty("patterns", Required = Required.Always)]
        public List<PatternDefinition> Patterns { get; set; } = new List<PatternDefinition>();

        /// <summary>
        /// 放置图案的指令列表。
        /// </summary>
        [JsonProperty("placementInstructions", Required = Required.Always)]
        public List<PlacementInstruction> PlacementInstructions { get; set; } =
            new List<PlacementInstruction>();

        /// <summary>
        /// 是否防止图案互相重叠。
        /// </summary>
        [JsonProperty("preventOverlap")] public bool PreventOverlap { get; set; } = true;
        /// <summary>
        /// 地图生成区域的宽度（单元格数量）。
        /// </summary>
        [JsonProperty("mapCellSizeX")] public int MapCellSizeX { get; set; } = 100;
        /// <summary>
        /// 地图生成区域的高度（单元格数量）。
        /// </summary>
        [JsonProperty("mapCellSizeY")] public int MapCellSizeY { get; set; } = 100;
    }

    /// <summary>
    /// 负责根据JSON配置生成建筑和复杂图案的地图生成器。
    /// </summary>
    public class BuildingPatternMapGenerator : MapGeneratorWorkClassBase
    {
        /// <summary>
        /// 建筑/图案生成器的配置。
        /// </summary>
        private BuildingPatternGeneratorConfig _config;
        /// <summary>
        /// 存储图案ID到PatternDefinition的查找表，用于快速访问。
        /// </summary>
        private Dictionary<string, PatternDefinition> _patternLookup;

        /// <summary>
        /// 初始化建筑/图案生成器，解析JSON配置字符串。
        /// </summary>
        /// <param name="value">包含生成参数的JSON字符串。</param>
        public override void Init(string value)
        {
            try
            {
                _config = JsonConvert.DeserializeObject<BuildingPatternGeneratorConfig>(value);

                if (_config == null)
                {
                    Debug.LogError(
                        "建筑图案地图生成器：配置反序列化为空。请检查JSON格式。中止初始化。");
                    _config = new BuildingPatternGeneratorConfig();
                    return;
                }

                _patternLookup = new Dictionary<string, PatternDefinition>();
                foreach (var pattern in _config.Patterns)
                {
                    if (string.IsNullOrWhiteSpace(pattern.PatternId))
                    {
                        Debug.LogWarning(
                            "建筑图案地图生成器：图案定义中存在空的图案ID。已跳过。");
                        continue;
                    }

                    if (_patternLookup.ContainsKey(pattern.PatternId))
                    {
                        Debug.LogWarning(
                            $"建筑图案地图生成器：发现重复的图案ID '{pattern.PatternId}'。将覆盖现有定义。");
                    }

                    pattern.CalculateBounds();
                    _patternLookup[pattern.PatternId] = pattern;
                }

                if (_config.MapCellSizeX <= 0) _config.MapCellSizeX = 100;
                if (_config.MapCellSizeY <= 0) _config.MapCellSizeY = 100;
            }
            catch (JsonSerializationException ex)
            {
                Debug.LogError(
                    $"建筑图案地图生成器：JSON反序列化错误：{ex.Message}。输入JSON: '{value}'");
                _config = null;
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Debug.LogError(
                    $"建筑图案地图生成器：初始化过程中发生未预期错误：{ex.Message}。输入JSON: '{value}'");
                _config = null;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 根据配置参数在 `MapGenerator` 的 `buildingTilemap` 上生成建筑和图案。
        /// 此方法现在是异步的，以避免阻塞主线程。
        /// </summary>
        /// <param name="map">MapGenerator实例，包含要操作的Tilemap。</param>
        public override async Task Process(MapGenerator map) // 标记为 async Task
        {
            if (_config == null || _patternLookup == null)
            {
                Debug.LogError(
                    "建筑图案地图生成器：在初始化之前或初始化失败后调用Process。中止生成。");
                return; // 返回一个已完成的Task
            }

            if (map == null || map.buildingTilemap == null)
            {
                Debug.LogError(
                    "建筑图案地图生成器：MapGenerator或建筑瓦片地图为空。无法生成建筑。中止。");
                return; // 返回一个已完成的Task
            }

            if (map.baseTilemap == null &&
                _config.PlacementInstructions.Any(p => !string.IsNullOrEmpty(p.RequiredBaseTileDefName)))
            {
                Debug.LogWarning(
                    "建筑图案地图生成器：某些放置指令需要基础瓦片，但基础瓦片地图为空。基础瓦片要求将被忽略或导致错误。");
            }

            // 迭代每个放置指令
            foreach (var instruction in _config.PlacementInstructions)
            {
                if (!_patternLookup.TryGetValue(instruction.PatternId, out var patternDef))
                {
                    Debug.LogError(
                        $"建筑图案地图生成器：在已定义的图案中找不到图案ID '{instruction.PatternId}'。跳过该指令。");
                    continue;
                }

                if (instruction is FixedPlacementInstruction fixedInstruction)
                {
                    // 固定放置通常很快，不需要 await Task.Yield() 
                    PlacePattern(map, patternDef, fixedInstruction.X, fixedInstruction.Y,
                        instruction.RequiredBaseTileDefName, _config.PreventOverlap);
                }
                else if (instruction is RandomPlacementInstruction randomInstruction)
                {
                    // 随机放置可能会尝试多次，因此内部添加 await Task.Yield()
                    // 标记了 private async Task，并await它。
                    await AttemptRandomPlacement(map, patternDef, randomInstruction, instruction.RequiredBaseTileDefName,
                        _config.PreventOverlap);
                }
                // 每处理一个指令后，暂停一下，以防有大量指令
                await Task.Yield(); 
            }
        }

        /// <summary>
        /// 尝试在地图上随机位置放置一个图案。此方法现在是异步的，以避免阻塞主线程。
        /// </summary>
        /// <param name="map">MapGenerator实例。</param>
        /// <param name="patternDef">要放置的图案定义。</param>
        /// <param name="instruction">随机放置指令。</param>
        /// <param name="requiredBaseTileDefName">所需的基础瓦片定义名称。</param>
        /// <param name="preventOverlap">是否防止重叠。</param>
        private async Task AttemptRandomPlacement(MapGenerator map, PatternDefinition patternDef, // 标记为 async Task
            RandomPlacementInstruction instruction, string requiredBaseTileDefName, bool preventOverlap)
        {
            for (var attempt = 0; attempt < instruction.MaxAttemptsPerPattern; attempt++)
            {
                // 确保随机放置的范围在地图尺寸内且能容纳图案
                // 注意：`randomX`, `randomY`在此逻辑中被计算为图案的“左上角”世界坐标，而不是锚点(0,0)的世界坐标。
                var rangeMinX = Mathf.Max(instruction.MinX, 0);
                var rangeMaxX =
                    Mathf.Min(instruction.MaxX,
                        _config!.MapCellSizeX - patternDef.Width); // 确保图案水平方向能放下
                var rangeMinY = Mathf.Max(instruction.MinY, 0);
                var rangeMaxY =
                    Mathf.Min(instruction.MaxY,
                        _config!.MapCellSizeY - patternDef.Height); // 确保图案垂直方向能放下

                if (rangeMinX > rangeMaxX || rangeMinY > rangeMaxY)
                {
                    Debug.LogWarning(
                        $"建筑图案地图生成器：图案 '{patternDef.PatternId}' 的随机放置范围 ({instruction.MinX}-{instruction.MaxX}, {instruction.MinY}-{instruction.MaxY}) 无效或小于图案尺寸 ({patternDef.Width}x{patternDef.Height})。跳过随机放置尝试。");
                    return; // 返回一个已完成的Task
                }

                var randomX =
                    UnityEngine.Random.Range(rangeMinX,
                        rangeMaxX + 1); // +1 因为Range(int, int)对于max是排他性的
                var randomY = UnityEngine.Random.Range(rangeMinY, rangeMaxY + 1);

                // 根据现有逻辑，`CanPlacePatternAt`和`PlacePattern`的`worldAnchorX, worldAnchorY`参数需要是图案(0,0)相对点的世界坐标。
                // 而这里计算的`randomX, randomY`是图案边界的左上角。
                // 故将`randomX + patternDef.MinRelativeX`和`randomY + patternDef.MinRelativeY`作为传递给方法的锚点。
                if (CanPlacePatternAt(map, patternDef, randomX + patternDef.MinRelativeX,
                        randomY + patternDef.MinRelativeY, requiredBaseTileDefName, preventOverlap))
                {
                    PlacePattern(map, patternDef, randomX + patternDef.MinRelativeX, randomY + patternDef.MinRelativeY, requiredBaseTileDefName, preventOverlap);
                    return; // 放置成功，退出尝试循环，返回一个已完成的Task
                }
                
                // 在每次尝试后，暂停一下，避免一个随机放置尝试次数过多导致阻塞
                await Task.Yield();
            }

            Debug.LogWarning(
                $"建筑图案地图生成器：在尝试 {instruction.MaxAttemptsPerPattern} 次后，未能随机放置图案 '{patternDef.PatternId}'。");
        }


        /// <summary>
        /// 检查一个图案是否可以在给定位置放置，同时满足基础瓦片和重叠要求。
        /// 这个方法执行的是快速检查，不需要异步。
        /// </summary>
        /// <param name="map">MapGenerator实例。</param>
        /// <param name="patternDef">要放置的图案定义。</param>
        /// <param name="worldAnchorX">图案锚点(相对坐标0,0)的世界X坐标。</param>
        /// <param name="worldAnchorY">图案锚点(相对坐标0,0)的世界Y坐标。</param>
        /// <param name="requiredBaseTileDefName">所需的基础瓦片定义名称。</param>
        /// <param name="preventOverlap">是否防止重叠。</param>
        /// <returns>如果可以放置则为true，否则为false。</returns>
        private bool CanPlacePatternAt(MapGenerator map, PatternDefinition patternDef, int worldAnchorX,
            int worldAnchorY, string requiredBaseTileDefName, bool preventOverlap)
        {
            foreach (var tileData in patternDef.Tiles)
            {
                var currentWorldX = worldAnchorX + tileData.RelativeX;
                var currentWorldY = worldAnchorY + tileData.RelativeY;
                var tilePosition = new Vector3Int(currentWorldX, currentWorldY, 0);

                if (currentWorldX < 0 || currentWorldX >= _config!.MapCellSizeX ||
                    currentWorldY < 0 || currentWorldY >= _config.MapCellSizeY)
                {
                    return false;
                }

                if (preventOverlap)
                {
                    var existingBuildingTile = map.buildingTilemap.GetTile(tilePosition);
                    if (existingBuildingTile != null)
                    {
                        return false;
                    }
                }

                if (!string.IsNullOrEmpty(requiredBaseTileDefName))
                {
                    if (map.baseTilemap == null)
                    {
                        Debug.LogWarning(
                            $"建筑图案地图生成器：已配置基础瓦片名称 ('{requiredBaseTileDefName}') 但基础瓦片地图为空。将忽略基础瓦片要求。");
                        continue; // 忽略此瓦片的基础检查，继续其他检查
                    }

                    var baseTile = map.baseTilemap.GetTile(tilePosition);
                    // 注意：GetTile().name 可能不是最优方式，推荐使用 ScriptableObject 的引用比较或唯一ID
                    // 但如果 requiredBaseTileDefName 确实是 GetTile().name，则保持此逻辑。
                    if (baseTile == null || baseTile.name != TileManager.Instance.GetTile(requiredBaseTileDefName)?.name) // 比较名称
                    {
                        // 考虑缓存 requiredBaseTile 的引用以防止每次循环都查找
                        return false;
                    }
                }
            }

            return true;
        }

        /// <summary>
        /// 实际在地图上放置一个图案。该方法假设CanPlacePatternAt已确认可以放置。
        /// 这个方法执行的是快速设置瓦片的操作，不需要异步。
        /// </summary>
        /// <param name="map">MapGenerator实例。</param>
        /// <param name="patternDef">要放置的图案定义。</param>
        /// <param name="worldAnchorX">图案锚点(相对坐标0,0)的世界X坐标。</param>
        /// <param name="worldAnchorY">图案锚点(相对坐标0,0)的世界Y坐标。</param>
        /// <param name="requiredBaseTileDefName">所需的基础瓦片定义名称。</param>
        /// <param name="preventOverlap">是否防止重叠。</param>
        private void PlacePattern(MapGenerator map, PatternDefinition patternDef, int worldAnchorX, int worldAnchorY,
            string requiredBaseTileDefName, bool preventOverlap)
        {
            // 再次检查放置可行性，确保在多线程或异步上下文中没有竞态条件导致的状态变更
            // 但如果 PlacePattern 立即在 CanPlacePatternAt 之后调用，且都在主线程，这个检查主要用于防御性编程。
            if (!CanPlacePatternAt(map, patternDef, worldAnchorX, worldAnchorY, requiredBaseTileDefName,
                    preventOverlap))
            {
                Debug.LogWarning(
                    $"建筑图案地图生成器：尝试在 ({worldAnchorX},{worldAnchorY}) 放置图案 '{patternDef.PatternId}' 失败，原因是非法放置。此情况本不应发生，请检查放置逻辑或异步执行中的竞态条件。");
                return;
            }

            foreach (var tileData in patternDef.Tiles)
            {
                var currentWorldX = worldAnchorX + tileData.RelativeX;
                var currentWorldY = worldAnchorY + tileData.RelativeY;
                var tilePosition = new Vector3Int(currentWorldX, currentWorldY, 0);

                var tileToPlace = patternDef.GetCachedTile(tileData.TileDefName);
                if (tileToPlace != null)
                {
                    map.buildingTilemap.SetTile(tilePosition, tileToPlace);
                }
                else
                {
                    Debug.LogError(
                        $"建筑图案地图生成器：未能获取定义名称为 '{tileData.TileDefName}' 的瓦片，用于图案 '{patternDef.PatternId}' 在 ({currentWorldX},{currentWorldY}) 处的放置。");
                }
            }
        }
    }
}