from typing import List, Optional
from ..dal.student_dal import IStudentDAL
from ..model.student import Student
from ..util.validator import Validator


class StudentBLL:
    """学生信息管理系统的业务逻辑层，处理学生信息的业务逻辑和数据验证"""

    def __init__(self, dal: IStudentDAL):
        """
        初始化业务逻辑层

        Args:
            dal: 数据访问层对象，实现IStudentDAL接口
        """
        self.dal = dal

    def add_student(self, student: Student) -> (bool, str):
        """
        添加学生信息，包含完整的数据验证流程

        Args:
            student: 要添加的学生对象

        Returns:
            元组(操作是否成功, 操作结果信息)
        """
        # 验证学生基本信息格式
        if not Validator.validate_id_card(student.id_card):
            return False, "身份证号码格式不正确"

        if not Validator.validate_stu_id(student.stu_id):
            return False, "学号格式不正确"

        if not Validator.validate_name(student.name):
            return False, "姓名格式不正确，必须为2-20个中文字符"

        if student.height is not None and not Validator.validate_height(student.height):
            return False, "身高必须在50-250cm之间"

        if student.weight is not None and not Validator.validate_weight(student.weight):
            return False, "体重必须在5-300kg之间"

        if student.email and not Validator.validate_email(student.email):
            return False, "电子邮箱格式不正确"

        if student.phone and not Validator.validate_phone(student.phone):
            return False, "手机号码格式不正确"

        # 验证入学日期与出生日期的逻辑关系
        if student.enrollment_date and student.birthday:
            if not Validator.validate_enrollment_date(student.enrollment_date, student.birthday):
                return False, "入学日期不能早于出生日期"

        # 检查数据唯一性
        if self.dal.get_by_id(student.id_card):
            return False, "该身份证号已存在"

        if self.dal.get_by_stu_id(student.stu_id):
            return False, "该学号已存在"

        # 执行数据添加操作
        if self.dal.add(student):
            return True, "学生添加成功"
        else:
            return False, "学生添加失败"

    def update_student(self, student: Student) -> (bool, str):
        """
        更新学生信息，包含与添加操作相同的数据验证流程

        Args:
            student: 包含更新信息的学生对象，通过id_card匹配记录

        Returns:
            元组(操作是否成功, 操作结果信息)
        """
        # 重复添加操作中的数据验证逻辑
        if not Validator.validate_id_card(student.id_card):
            return False, "身份证号码格式不正确"

        if not Validator.validate_stu_id(student.stu_id):
            return False, "学号格式不正确"

        if not Validator.validate_name(student.name):
            return False, "姓名格式不正确，必须为2-20个中文字符"

        if student.height is not None and not Validator.validate_height(student.height):
            return False, "身高必须在50-250cm之间"

        if student.weight is not None and not Validator.validate_weight(student.weight):
            return False, "体重必须在5-300kg之间"

        if student.email and not Validator.validate_email(student.email):
            return False, "电子邮箱格式不正确"

        if student.phone and not Validator.validate_phone(student.phone):
            return False, "手机号码格式不正确"

        if student.enrollment_date and student.birthday:
            if not Validator.validate_enrollment_date(student.enrollment_date, student.birthday):
                return False, "入学日期不能早于出生日期"

        # 执行数据更新操作
        if self.dal.update(student):
            return True, "学生信息更新成功"
        else:
            return False, "学生信息更新失败，未找到该学生"

    def delete_student_by_id(self, id_card: str) -> bool:
        """
        根据身份证号删除学生记录

        Args:
            id_card: 要删除学生的身份证号

        Returns:
            操作是否成功
        """
        return self.dal.delete_by_id(id_card)

    def delete_student_by_stu_id(self, stu_id: str) -> bool:
        """
        根据学号删除学生记录

        Args:
            stu_id: 要删除学生的学号

        Returns:
            操作是否成功
        """
        return self.dal.delete_by_stu_id(stu_id)

    def get_student_by_id(self, id_card: str) -> Optional[Student]:
        """
        根据身份证号查询学生信息

        Args:
            id_card: 要查询学生的身份证号

        Returns:
            匹配的学生对象，未找到返回None
        """
        return self.dal.get_by_id(id_card)

    def get_student_by_stu_id(self, stu_id: str) -> Optional[Student]:
        """
        根据学号查询学生信息

        Args:
            stu_id: 要查询学生的学号

        Returns:
            匹配的学生对象，未找到返回None
        """
        return self.dal.get_by_stu_id(stu_id)

    def get_all_students(self) -> List[Student]:
        """
        获取系统中所有学生记录

        Returns:
            包含所有学生对象的列表
        """
        return self.dal.get_all()

    def search_students_by_name(self, name: str) -> List[Student]:
        """
        根据姓名模糊查询学生信息

        Args:
            name: 要查询的姓名关键词

        Returns:
            包含匹配学生对象的列表
        """
        return self.dal.search_by_name(name)

    def search_students_by_class(self, class_name: str) -> List[Student]:
        """
        根据班级模糊查询学生信息

        Args:
            class_name: 要查询的班级关键词

        Returns:
            包含匹配学生对象的列表
        """
        return self.dal.search_by_class(class_name)

    def search_students_by_major(self, major: str) -> List[Student]:
        """
        根据专业模糊查询学生信息

        Args:
            major: 要查询的专业关键词

        Returns:
            包含匹配学生对象的列表
        """
        return self.dal.search_by_major(major)

    def get_total_students(self) -> int:
        """
        获取系统中学生总数

        Returns:
            学生总人数
        """
        return len(self.get_all_students())

    def get_students_by_major(self) -> dict:
        """
        统计各专业学生分布情况

        Returns:
            字典，键为专业名称，值为该专业学生人数
        """
        major_count = {}
        for student in self.get_all_students():
            if student.major:
                major_count[student.major] = major_count.get(student.major, 0) + 1
        return major_count

    def calculate_average_height(self, group_by: str = None, group_value: str = None) -> float:
        """
        计算学生平均身高，支持按班级或专业分组计算

        Args:
            group_by: 分组依据，可选'class'或'major'，不分组时为None
            group_value: 分组值，如具体班级名称或专业名称

        Returns:
            平均身高，单位厘米，无有效数据时返回0
        """
        students = self.get_all_students()

        # 按指定条件筛选学生群体
        if group_by == 'class':
            students = [s for s in students if s.class_name == group_value]
        elif group_by == 'major':
            students = [s for s in students if s.major == group_value]

        # 过滤有效身高数据并计算平均值
        heights = [s.height for s in students if s.height is not None]
        return sum(heights) / len(heights) if heights else 0

    def calculate_average_weight(self, group_by: str = None, group_value: str = None) -> float:
        """
        计算学生平均体重，支持按班级或专业分组计算

        Args:
            group_by: 分组依据，可选'class'或'major'，不分组时为None
            group_value: 分组值，如具体班级名称或专业名称

        Returns:
            平均体重，单位千克，无有效数据时返回0
        """
        students = self.get_all_students()

        # 按指定条件筛选学生群体
        if group_by == 'class':
            students = [s for s in students if s.class_name == group_value]
        elif group_by == 'major':
            students = [s for s in students if s.major == group_value]

        # 过滤有效体重数据并计算平均值
        weights = [s.weight for s in students if s.weight is not None]
        return sum(weights) / len(weights) if weights else 0

    def get_gender_ratio(self) -> dict:
        """
        统计学生性别比例

        Returns:
            包含以下键的字典:
            - total: 总人数
            - male: 男生人数
            - female: 女生人数
            - male_ratio: 男生比例
            - female_ratio: 女生比例
        """
        total = 0
        male_count = 0
        female_count = 0

        # 遍历统计性别分布
        for student in self.get_all_students():
            if student.gender is not None:
                total += 1
                if student.gender:
                    male_count += 1
                else:
                    female_count += 1

        # 计算比例并返回结果
        return {
            'total': total,
            'male': male_count,
            'female': female_count,
            'male_ratio': male_count / total if total > 0 else 0,
            'female_ratio': female_count / total if total > 0 else 0
        }