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/*
 * Copyright (C) 2015 Gerd Petermann
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 * it under the terms of the GNU General Public License version 3 or
 * version 2 as published by the Free Software Foundation.
 *
 * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
 * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
 * General Public License for more details.
 */


package uk.me.parabola.mkgmap.osmstyle.housenumber;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import uk.me.parabola.imgfmt.Utils;
import uk.me.parabola.imgfmt.app.Coord;
import uk.me.parabola.log.Logger;
import uk.me.parabola.mkgmap.general.CityInfo;
import uk.me.parabola.mkgmap.general.MapRoad;
import uk.me.parabola.mkgmap.general.ZipCodeInfo;
import uk.me.parabola.mkgmap.reader.osm.Node;
import uk.me.parabola.mkgmap.reader.osm.TagDict;
import uk.me.parabola.mkgmap.reader.osm.Way;

/**
 * Represents a (part of an) addr:interpolation way.
 * It contains the points between two house number elements
 * and the information how numbers are interpolated along
 * the way that is described by these points.
 *
 * We try to use the information to find
 * a) the right road for the houses
 * b) the right road segment
 * c) the position of the interpolated houses
 *
 * We have to be aware of several special cases so we use some
 * flags to say for which of the above points the information
 * can be used.
 *
 * @author Gerd Petermann
 *
 */

public class HousenumberIvl {
        private static final Logger log = Logger.getLogger(HousenumberIvl.class);
       
        /** Gives the maximum distance between house number element and the matching road
         * when the number is part of an addr:interpolation way */

        public static final double MAX_INTERPOLATION_DISTANCE_TO_ROAD = 75.0;

        private final String streetName;
        private final Way interpolationWay;
        private MapRoad roadForInterpolatedHouses;
        private final Node n1,n2;
        private List<Coord> points;
        private int step, start, end, steps;
        private HousenumberMatch[] knownHouses = {null, null};
       
        private boolean hasMultipleRoads;
        private boolean foundCluster;
        private int interpolated; // counter to detect wrong double use
        private boolean ignoreForInterpolation;

        private boolean equalEnds;
        private static final short streetTagKey = TagDict.getInstance().xlate("mkgmap:street");
        private static final short housenumberTagKey = TagDict.getInstance().xlate("mkgmap:housenumber");              
        private static final short addrInterpolationTagKey = TagDict.getInstance().xlate("addr:interpolation");

       
        public HousenumberIvl(String streetName, Way interpolationWay, Node n1, Node n2) {
                this.streetName = streetName;
                this.interpolationWay = interpolationWay;
                this.n1 = n1;
                this.n2 = n2;
        }
       
        public void setPoints(List<Coord> points) {
                this.points = new ArrayList<Coord>(points);
        }
        public void setStep(int step) {
                this.step = step;
        }
        public int getStep() {
                return step;
        }
        public void setStart(int start) {
                this.start = start;
        }

        public int getStart() {
                return start;
        }
        public void setEnd(int end) {
                this.end = end;
        }
        public int getEnd() {
                return end;
        }
        public void calcSteps() {
                if (start < end){
                        steps = (end - start) / step - 1;
                } else {
                        steps = (start - end) / step - 1;
                }
        }


        public Node getNode1() {
                return n1;
        }

        public Node getNode2() {
                return n2;
        }

//      public boolean needsSplit(){
//              return needsSplit;
//      }
       
        public void addHousenumberMatch(HousenumberMatch house) {
                if (house.getElement() == n1)
                        knownHouses[0] = house;
                else if (house.getElement() == n2)
                        knownHouses[1] = house;
                else {
                        log.error("cannot add",house,"to",this);
                }
        }
       
        public boolean checkRoads(){
                boolean res = checkRoads2();
                if (!res || equalEnds){
                        // the interval is not ok --> ignore the numbers as well
                        ignoreNodes();
                }  
                return res;
        }
       
        private boolean checkRoads2(){
                for (int i = 0; i < 2; i++){
                        if (knownHouses[i] == null ){
                                log.error("internal error: housenumber matches not properly set", this);
                                return false;
                        }
                        if (knownHouses[i].getRoad() == null || knownHouses[i].getDistance() > 100 ){
                                log.warn("cannot find any reasonable road for both nodes, ignoring them",streetName,this);
                                return false;
                        }
                }
                if (knownHouses[0].getRoad().getRoadDef().getId() == knownHouses[1].getRoad().getRoadDef().getId()){
                        if (knownHouses[0].getRoad() != knownHouses[1].getRoad()){
                                // special case: interval goes along clipped road, data is probably OK
                                hasMultipleRoads = true;
                                return true;
                        }
                        for (MapRoad r : knownHouses[0].getAlternativeRoads()){
                                if (r.getRoadDef().getId() == knownHouses[0].getRoad().getRoadDef().getId()){
                                        // special case: interval may go along clipped road, data is probably OK
                                        hasMultipleRoads = true;
                                        return true;
                                }
                        }                      
                }
                MapRoad bestRoad = null;
                // make sure that the closest road is one with a matching name
                for (int i = 0; i < 2; i++){
                        while (streetName.equals(knownHouses[i].getRoad().getStreet()) == false && knownHouses[i].hasAlternativeRoad()){
                                HousenumberMatch testx = new HousenumberMatch(knownHouses[i]);
                                MapRoad r = knownHouses[i].getAlternativeRoads().remove(0);
                                if (streetName.equals(r.getStreet())){
                                        HousenumberGenerator.findClosestRoadSegment(testx, r);
                                        if (testx.getDistance() < MAX_INTERPOLATION_DISTANCE_TO_ROAD){
                                                copyRoadData(testx, knownHouses[i]);
                                        }
                                }
                        }
                }
                List<MapRoad> toTest = new ArrayList<>();
                toTest.add(knownHouses[0].getRoad());
                toTest.add(knownHouses[1].getRoad());
                for (MapRoad r : knownHouses[0].getAlternativeRoads()){
                        if (knownHouses[1].getAlternativeRoads().contains(r))
                                toTest.add(r);
                }
                HousenumberMatch[] test = new HousenumberMatch[2];
                HousenumberMatch[] closest = new HousenumberMatch[2];
                boolean foundSingleRoad = false;
                for (MapRoad r : toTest){
                        if (streetName.equals(r.getStreet()) == false)
                                continue;
                        foundSingleRoad = true;
                        for (int i = 0; i < 2; i++){
                                test[i] = knownHouses[i];
                                if (test[i].getRoad() != r){
                                        test[i] = new HousenumberMatch(knownHouses[i]);
                                        HousenumberGenerator.findClosestRoadSegment(test[i], r);
                                        test[i].calcRoadSide();
                                }
                                if (test[i].getRoad() == null || test[i].getDistance() > MAX_INTERPOLATION_DISTANCE_TO_ROAD ){
                                        foundSingleRoad = false;
                                        break;
                                }
                        }
                        if (foundSingleRoad){
                                if (test[0].isLeft() != test[1].isLeft()){
                                        foundSingleRoad = false;
                                        continue;
                                }
                                int s0 = test[0].getSegment();
                                int s1 = test[1].getSegment();
                                // check if the road and the addr:interpolation way are nearly parallel lines
                                double angle1 = Utils.getAngle(test[0].getClosestPointOnRoad(), points.get(0),points.get(1));
                                if (Math.abs(angle1) < 30){
                                        foundSingleRoad = false;
                                        HousenumberMatch testx = new HousenumberMatch(test[0]);
                                        for (int s = Math.min(s0,s1); s <= Math.max(s0, s1); s++){
                                                if (s != test[0].getSegment()){
                                                        HousenumberGenerator.findClosestRoadSegment(testx, r, s,s+1);
                                                        angle1 = Utils.getAngle(testx.getClosestPointOnRoad(), points.get(0),points.get(1));
                                                        if (Math.abs(angle1) >= 30 && testx.getDistance() < 2*test[0].getDistance()){
                                                                test[0] = testx;
                                                                foundSingleRoad = true;
                                                                break;
                                                        }
                                                }
                                        }
                                }
                                double angle2 = Utils.getAngle(points.get(points.size()-2),points.get(points.size()-1),test[1].getClosestPointOnRoad());
                                if (Math.abs(angle2) < 30){
                                        foundSingleRoad = false;
                                        HousenumberMatch testx = new HousenumberMatch(test[1]);
                                        for (int s = Math.min(s0,s1); s <= Math.max(s0, s1); s++){
                                                if (s != test[1].getSegment()){
                                                        HousenumberGenerator.findClosestRoadSegment(testx, r, s,s+1);
                                                        angle2 = Utils.getAngle(points.get(points.size()-2),points.get(points.size()-1),testx.getClosestPointOnRoad());
                                                        if (Math.abs(angle2) >= 30 && testx.getDistance() < 2*test[1].getDistance()){
                                                                test[1] = testx;
                                                                foundSingleRoad = true;
                                                                break;
                                                        }
                                                }
                                        }
                                }
                        }
                        if (foundSingleRoad){
                                if (r.isNamedByHousenumberProcessing() == false)
                                        break;
                                // the closest road was originally unnamed , try to find one that is named in OSM
                                if (bestRoad == null){
                                        bestRoad = r;
                                        closest[0] = test[0];
                                        closest[1] = test[1];
                                }
                        }
                }
                if (!foundSingleRoad && bestRoad != null){
                        // not matching road name in original OSM data, use the closest
                        foundSingleRoad = true;
                        test[0] = closest[0];
                        test[1] = closest[1];
                }
                if (!foundSingleRoad){
                        if (streetName.equals(knownHouses[0].getRoad().getStreet()) == false || streetName.equals(knownHouses[1].getRoad().getStreet()) == false){
                                log.warn("cannot find reasonable road for both nodes",streetName,this);
                                return false;
                        }
                        hasMultipleRoads = true;
                        return true;
                }
                // we found the road that should be used for interpolation
                roadForInterpolatedHouses = test[0].getRoad();

                // we found a single plausible road, make sure that both nodes are using it
                for (int i = 0; i < 2; i++){
                        if (knownHouses[i].getRoad() != test[i].getRoad() || knownHouses[i].getSegment() != test[i].getSegment()){
                                copyRoadData(test[i], knownHouses[i]);
                                knownHouses[i].forgetAlternativeRoads();
                        }
                        if (knownHouses[i].getSegmentFrac() < 0 || knownHouses[i].getSegmentFrac() > 1){
                                hasMultipleRoads = true;
                        }
                }
                if (knownHouses[0].isLeft() != knownHouses[1].isLeft()){
                        log.warn("addr:interpolation way crosses road",streetName,this);
                        return false;
                }
                return true;
        }

        private void copyRoadData(HousenumberMatch source, HousenumberMatch dest) {
                if (log.isInfoEnabled()){
                        if (source.getRoad() != dest.getRoad())
                                log.info("moving",streetName,dest.getSign(),dest.toBrowseURL(),"from road",dest.getRoad(),"to road",source.getRoad());
                        else
                                log.info("moving",streetName,dest.getSign(),dest.toBrowseURL(),"from segment",dest.getSegment(),"to ",source.getSegment(),"in road",source.getRoad());
                }
                dest.setRoad(source.getRoad());
                dest.setSegment(source.getSegment());
                dest.setSegmentFrac(source.getSegmentFrac());
                dest.setDistance(source.getDistance());
                dest.calcRoadSide();
        }
       
        public List<HousenumberMatch> getInterpolatedHouses(){
                List<HousenumberMatch> houses = new ArrayList<>();
                if (ignoreForInterpolation|| start == end || steps <= 0)
                        return houses;
                List<Coord> interpolatedPoints = getInterpolatedPoints();
                int usedStep = (start < end) ? step : -step;
                int hn = start;
                boolean distanceWarningIssued = false;
                CityInfo ci = knownHouses[0].getCityInfo();
                ZipCodeInfo zip = knownHouses[0].getZipCode();
                if (ci != null && ci.equals(knownHouses[1].getCityInfo()) == false)
                        log.warn("addr:interpolation way connects houses in different cities",streetName,this,"using city",ci,"for all interpolated adresses");
                if (zip != null && zip.equals(knownHouses[1].getZipCode()) == false)
                        log.warn("addr:interpolation way connects houses with differnt zip codes",streetName,this,"using zip code",zip,"for all interpolated adresses");
               
                for (Coord co : interpolatedPoints){
                        hn += usedStep;
                        Node generated = new Node(interpolationWay.getId(), co);
                        generated.setFakeId();
                        generated.addTag(streetTagKey, streetName);
                        String number = String.valueOf(hn);
                        generated.addTag(housenumberTagKey, number);
                        // TODO: maybe add check that city info and zip code of both houses is equal ?
                        // what if not ?
                        HousenumberElem houseElem = new HousenumberElem(generated, ci);
                        houseElem.setHousenumber(hn);
                        houseElem.setZipCode(zip);
                        houseElem.setStreet(streetName);
                        houseElem.setSign(number);
                        HousenumberMatch house = new HousenumberMatch(houseElem);
                        if (roadForInterpolatedHouses != null){
                                HousenumberGenerator.findClosestRoadSegment(house, roadForInterpolatedHouses);
                                if (house.getRoad() == null || house.getDistance() > MAX_INTERPOLATION_DISTANCE_TO_ROAD ){
                                        if (distanceWarningIssued == false){
                                                log.warn("interpolated house is not close to expected road",this,house);
                                                distanceWarningIssued = true;
                                        }
                                        continue;
                                }
                                house.calcRoadSide();
                        }
                        house.setInterpolated(true);
                        houses.add(house);
                }
               
                if (log.isDebugEnabled()){
                        String addrInterpolationMethod = interpolationWay.getTag(addrInterpolationTagKey);
                        if (hasMultipleRoads == false)
                                log.debug(this,"generated",addrInterpolationMethod,"interpolated number(s) for",knownHouses[0].getRoad());
                        else
                                log.debug(this,"generated",addrInterpolationMethod,"interpolated number(s) for",streetName);
                }
                return houses;
        }
        /**
         * Calculate the wanted number of coords on a way so that they have
         * similar distances to each other (and to the first and last point
         * of the way).
         * @param points list of points that build the way
         * @param num the wanted number
         * @return a list with the number of points or the empty list in
         * case of errors
         */

        public List<Coord> getInterpolatedPoints(){
                if (interpolated > 0){
                        log.debug("interpolating numbers again for", this );
                }
                interpolated++;
                if (steps < 1 || points.size() < 2)
                        return Collections.emptyList();

                List<Coord> interpolated = new ArrayList<>(steps);
                double wayLen = 0;
                for (int i = 0; i+1 < points.size(); i++){
                        wayLen += points.get(i).distance(points.get(i+1));
                }
                double ivlLen = wayLen / (steps+1);
                if (ivlLen < 0.1){
                        if (log.isInfoEnabled())
                                log.info("addr:interpolation",interpolationWay.toBrowseURL(),"segment ignored, would generate",steps,"houses with distance of",ivlLen,"m");
                        return interpolated;
                }
                int pos = 0;
                double rest = 0;
                while (pos+1 < points.size()){
                        Coord c1 = points.get(pos);
                        Coord c2 = points.get(pos+1);
                        pos++;
                        double neededPartOfSegment = 0;
                        double segmentLen = c1.distance(c2);
                        for(;;){
                                neededPartOfSegment += ivlLen - rest;
                                if (neededPartOfSegment <= segmentLen){
                                        double fraction = neededPartOfSegment / segmentLen;
                                        Coord c = c1.makeBetweenPoint(c2, fraction);
                                        interpolated.add(c);
                                        if (interpolated.size() >= steps){
//                                              GpxCreator.createGpx("e:/ld/road", knownHouses[0].getRoad().getPoints());
//                                              GpxCreator.createGpx("e:/ld/test", interpolated, Arrays.asList(points.get(0),points.get(points.size()-1)));
                                                return interpolated;
                                        }
                                        rest = 0;
                                } else {
                                        rest = segmentLen - neededPartOfSegment + ivlLen;
                                        break;
                                }
                        }
                       
                }
                log.warn("addr:interpolation",interpolationWay.toBrowseURL(),"interpolation for segment with nodes",n1.getId(),n2.getId(),"failed");
                return interpolated;
        }
       
        public String toString() {
                return interpolationWay.toBrowseURL() + " " + start + ".." + end + ", step=" + step;
        }

        public String getDesc() {
                return streetName + "_" + start + ".." + end + "_" + step;
        }

//      public boolean setNodeRefs(HashMap<Element, HousenumberMatch> houses) {
//              knownHouses[0] = houses.get(n1);
//              knownHouses[1] = houses.get(n2);
//              if (knownHouses[0] == null || knownHouses[1] == null)
//                      return false;
//              knownHouses[0].incIntervalInfoRefs();
//              knownHouses[1].incIntervalInfoRefs();
//              return true;
//      }
//
        public void ignoreNodes() {
                for (int i = 0; i < 2; i++){
                        if (knownHouses[i] != null){
                                knownHouses[i].decIntervalInfoRefs();
                                if (knownHouses[i].getIntervalInfoRefs() == 0)
                                        knownHouses[i].setIgnored(true);
                        }
                }
        }

        public long getId() {
                return interpolationWay.getId();
        }

       
        public boolean ignoreForInterpolation() {
                return ignoreForInterpolation;
        }

        public void setIgnoreForInterpolation(boolean ignoreForInterpolation) {
                this.ignoreForInterpolation = ignoreForInterpolation;
        }

        public boolean isBad() {
                return false;
        }


        public boolean inCluster(List<HousenumberMatch> housesNearCluster) {
                int count = 0;
                for (HousenumberMatch house : housesNearCluster){
                        if (knownHouses[0] == house || knownHouses[1] == house){
                                ++count;
                               
                        }
                        if (count == 2)
                                break;
                }
                if (count > 0){
                        foundCluster = true;
                        return true;
                }
                return false;
        }

        public boolean foundCluster() {
                return foundCluster;
        }

        public void setEqualEnds() {
                this.equalEnds = true;
               
        }

        public boolean setNodeRefs(Map<Long, Integer> interpolationNodes,
                        List<HousenumberElem> houseElems) {
                for (int i = 0; i < 2; i++){
                        long id = (i == 0) ? n1.getId(): n2.getId();
                        Integer elemPos = interpolationNodes.get(id);
                        if (elemPos == null || elemPos >= houseElems.size())
                                return false;
                        HousenumberElem he = houseElems.get(elemPos);
                        if (he instanceof HousenumberMatch == false)
                                return false;
                        if (he.getElement().getId() != id)
                                return false;
                        knownHouses[i] = (HousenumberMatch) he;
                        knownHouses[i].incIntervalInfoRefs();
                }
                return true;
        }
       
        public HousenumberMatch[] getHouseNodes (){
                return knownHouses;
        }

        /**
         * Check if an address node can be used to calculate new intervals
         * @param houseToAdd a single address from OSM data
         * @return null in case of error or an array with two new {@link HousenumberIvl} instances  
         */

        public HousenumberIvl[] trySplitAt(HousenumberMatch houseToAdd) {
                if (houseToAdd.isInterpolated())
                        return null;
                if (houseToAdd.getRoad() != knownHouses[0].getRoad() && houseToAdd.getRoad() != knownHouses[1].getRoad())
                        return null;
                HousenumberMatch s = knownHouses[0];
                HousenumberMatch e = knownHouses[1];
                if (s.getSegment() > e.getSegment() || s.getSegment() == e.getSegment() && s.getSegmentFrac() > e.getSegmentFrac()){
                        s = knownHouses[1];
                        e = knownHouses[0];
                }
                if (houseToAdd.getSegment() < s.getSegment() || houseToAdd.getSegment() > e.getSegment())
                        return null;
                if (houseToAdd.getSegment() == s.getSegment() && houseToAdd.getSegmentFrac() < s.getSegmentFrac())
                        return null;
                if (houseToAdd.getSegment() == e.getSegment()  && houseToAdd.getSegmentFrac() > e.getSegmentFrac())
                        return null;
               
                for (int i = 0; i+1 < points.size(); i++){
                        Coord c1 = points.get(i);
                        Coord c2 = points.get(i + 1);
                        double frac = HousenumberGenerator.getFrac(c1, c2, houseToAdd.getLocation());
                        if (frac < 0 || frac > 1)
                                continue;
                        HousenumberIvl[] ivls = new HousenumberIvl[2];
                        HousenumberMatch hnm = null;
                        if (houseToAdd.element instanceof Node){
                                hnm = houseToAdd;
                        }
                        else {
                                // create a Node instance
                                Node toAdd = new Node(houseToAdd.getElement().getId(), houseToAdd.getLocation());
                                toAdd.setFakeId();
                                toAdd.copyTags(houseToAdd.element);
                                HousenumberElem hnElem = new HousenumberElem(toAdd, houseToAdd.getCityInfo());
                                hnm = new HousenumberMatch(hnElem);
                                hnm.setZipCode(houseToAdd.getZipCode());
                                HousenumberGenerator.findClosestRoadSegment(hnm, houseToAdd.getRoad(), houseToAdd.getSegment(), houseToAdd.getSegment());
                        }
                       
                        List<Coord> points1 = new ArrayList<>();
                        List<Coord> points2 = new ArrayList<>();
                        points1.addAll(points.subList(0, i+1));
                        points1.add(houseToAdd.getLocation());
                        points2.add(houseToAdd.getLocation());
                        points2.addAll(points.subList(i+1, points.size()));
                       
                        ivls[0] = new HousenumberIvl(streetName, interpolationWay, n1, (Node)hnm.element);
                        ivls[0].setStart(knownHouses[0].getHousenumber());
                        ivls[0].setEnd(houseToAdd.getHousenumber());
                        ivls[0].setStep(step);
                        ivls[0].calcSteps();
                        ivls[0].setPoints(points1);
                        ivls[0].addHousenumberMatch(knownHouses[0]);
                        ivls[0].addHousenumberMatch(hnm);

                        ivls[1] = new HousenumberIvl(streetName, interpolationWay, (Node) hnm.element, n2);
                        ivls[1].setStart(houseToAdd.getHousenumber());
                        ivls[1].setEnd(knownHouses[1].getHousenumber());
                        ivls[1].setStep(step);
                        ivls[1].calcSteps();
                        ivls[1].setPoints(points2);
                        ivls[1].addHousenumberMatch(knownHouses[1]);
                        ivls[1].addHousenumberMatch(hnm);
                        return ivls;
                }
                return null;
        }
}