#pragma once
#include "vde/core/point.h"

namespace vde::core {

/**
 * @brief 三维无限直线
 *
 * 由原点位置和单位方向向量表示。
 * 参数方程：P(t) = origin + direction * t。
 *
 * @tparam T 标量类型
 *
 * @ingroup core
 */
template <typename T>
class Line3D {
public:
    /// 默认构造：原点在 (0,0,0)，方向沿 X 轴
    Line3D() = default;

    /**
     * @brief 从原点和方向构造直线
     *
     * @param origin 直线上一点
     * @param direction 方向向量（自动归一化）
     */
    Line3D(const Point3D& origin, const Vector3D& direction)
        : origin_(origin), direction_(direction.normalized()) {}

    /// 获取直线上的一点（原点）
    [[nodiscard]] const Point3D& origin() const { return origin_; }
    /// 获取单位方向向量
    [[nodiscard]] const Vector3D& direction() const { return direction_; }

    /**
     * @brief 参数方程求点
     *
     * @param t 参数值
     * @return origin + direction * t
     */
    [[nodiscard]] Point3D point_at(T t) const { return origin_ + direction_ * t; }

private:
    Point3D origin_{0,0,0};
    Vector3D direction_{1,0,0};
};

/**
 * @brief 三维线段
 *
 * 由两个端点定义的有界直线段。
 *
 * @tparam T 标量类型
 *
 * @ingroup core
 */
template <typename T>
class Segment3D {
public:
    /// 默认构造：两个端点均在原点
    Segment3D() = default;

    /**
     * @brief 从两个端点构造线段
     *
     * @param p0 起点
     * @param p1 终点
     */
    Segment3D(const Point3D& p0, const Point3D& p1) : p0_(p0), p1_(p1) {}

    /// 获取起点
    [[nodiscard]] const Point3D& p0() const { return p0_; }
    /// 获取终点
    [[nodiscard]] const Point3D& p1() const { return p1_; }

    /**
     * @brief 方向向量（未归一化）
     * @return p1 - p0
     */
    [[nodiscard]] Vector3D direction() const { return p1_ - p0_; }

    /**
     * @brief 线段长度
     * @return ||p1 - p0||
     */
    [[nodiscard]] T length() const { return direction().norm(); }

private:
    Point3D p0_{0,0,0}, p1_{0,0,0};
};

/**
 * @brief 三维射线
 *
 * 由原点和方向定义的半无限直线（t ≥ 0）。
 * 参数方程：P(t) = origin + direction * t, t ≥ 0。
 *
 * @tparam T 标量类型
 *
 * @ingroup core
 */
template <typename T>
class Ray3D {
public:
    /// 默认构造：原点在 (0,0,0)，方向沿 X 轴
    Ray3D() = default;

    /**
     * @brief 从原点和方向构造射线
     *
     * @param origin 射线起点
     * @param direction 方向向量（自动归一化）
     */
    Ray3D(const Point3D& origin, const Vector3D& direction)
        : origin_(origin), direction_(direction.normalized()) {}

    /// 获取射线起点
    [[nodiscard]] const Point3D& origin() const { return origin_; }
    /// 获取单位方向向量
    [[nodiscard]] const Vector3D& direction() const { return direction_; }

    /**
     * @brief 参数方程求点（t ≥ 0）
     *
     * @param t 参数值（应为非负）
     * @return origin + direction * t
     */
    [[nodiscard]] Point3D point_at(T t) const { return origin_ + direction_ * t; }

private:
    Point3D origin_{0,0,0};
    Vector3D direction_{1,0,0};
};

/// 双精度三维直线
using Line3Dd = Line3D<double>;
/// 双精度三维线段
using Segment3Dd = Segment3D<double>;
/// 双精度三维射线
using Ray3Dd = Ray3D<double>;

}  // namespace vde::core