from Datenbank import *
import sympy as sp
import csv


class FunktionalesModell:
    def __init__(self, pfad_datenbank):
        self.pfad_datenbank = pfad_datenbank

    def jacobi_matrix_symbolisch(self):
        liste_beobachtungsarten = ["tachymeter_distanz"]
        db_zugriff = Datenbankzugriff(self.pfad_datenbank)

        liste_beobachtungen = []
        liste_beobachtungsgleichungen = []
        liste_zeilenbeschriftungen = []

        for beobachtungsart in liste_beobachtungsarten:
            liste_id_standpunkt_zielpunkt = db_zugriff.get_beobachtungen_id_standpunkt_zielpunkt(beobachtungsart)
            if beobachtungsart == "tachymeter_distanz":
                for beobachtungenID, standpunkt, zielpunkt in liste_id_standpunkt_zielpunkt:
                    X_sp, Y_sp, Z_sp = sp.symbols(f"X{standpunkt} Y{standpunkt} Z{standpunkt}")
                    X_zp, Y_zp, Z_zp = sp.symbols(f"X{zielpunkt} Y{zielpunkt} Z{zielpunkt}")
                    beobachtungsgleichung = sp.sqrt(
                        (X_zp - X_sp) ** 2
                        + (Y_zp - Y_sp) ** 2
                        + (Z_zp - Z_sp) ** 2
                    )
                    liste_beobachtungsgleichungen.append(beobachtungsgleichung)
                    liste_zeilenbeschriftungen.append(f"{standpunkt}-{zielpunkt}")
                    if standpunkt not in liste_beobachtungen:
                        liste_beobachtungen.append(standpunkt)
                    if zielpunkt not in liste_beobachtungen:
                        liste_beobachtungen.append(zielpunkt)

        liste_unbekannte = []
        for beobachtungen in liste_beobachtungen:
            X, Y, Z = sp.symbols(f"X{beobachtungen} Y{beobachtungen} Z{beobachtungen}")
            liste_unbekannte.append(X)
            liste_unbekannte.append(Y)
            liste_unbekannte.append(Z)

        f_matrix = sp.Matrix(liste_beobachtungsgleichungen)
        unbekanntenvektor = sp.Matrix(liste_unbekannte)

        A = f_matrix.jacobian(unbekanntenvektor)

        # --- Export der A-Matrix in eine CSV-Datei ---
        dateiname_export = "Jacobi_Tachymeter_Distanz.csv"

        with open(dateiname_export, "w", newline="", encoding="utf-8") as csvfile:
            writer = csv.writer(csvfile, delimiter=";")

            # Kopfzeile: leere Ecke + Namen der Unbekannten
            kopfzeile = ["Beobachtung"]
            for unbekannte in liste_unbekannte:
                kopfzeile.append(str(unbekannte))
            writer.writerow(kopfzeile)

            # Zeilen: Standpunkt-Zielpunkt + Jacobimatrix-Zeile
            for zeilenbeschriftung, zeile in zip(liste_zeilenbeschriftungen, A.tolist()):
                zeile_als_text = [zeilenbeschriftung] + [str(eintrag) for eintrag in zeile]
                writer.writerow(zeile_als_text)


        return A