/**
 * 真太阳时计算模块
 *
 * 真太阳时 = 平太阳时 + 经度修正 + 时差方程修正
 * - 经度修正：经度每差 1°，时间差 4 分钟
 * - 时差方程：基于地球公转轨道离心率和黄赤交角的天文修正
 *
 * @example
 * ```typescript
 * const result = calculateTrueSolarTime({
 *   date: '2026-08-13',
 *   hour: 14,
 *   minute: 30,
 *   longitude: 116.4,
 *   timezoneOffset: 8,
 * })
 * // result.trueSolarTime => '2026-08-13T14:24:30'
 * // result.correctionMinutes => -5.5
 * ```
 */

export interface TrueSolarTimeParams {
  /** 公历日期 YYYY-MM-DD */
  date: string
  /** 小时 (0-23) */
  hour: number
  /** 分钟 (0-59) */
  minute: number
  /** 出生地经度（东经为正，西经为负） */
  longitude: number
  /** 时区偏移小时数（东八区为 8，东七区为 7） */
  timezoneOffset: number
}

export interface TrueSolarTimeResult {
  /** 真太阳时字符串 HH:mm:ss */
  trueSolarTime: string
  /** 总修正分钟数（正数=提前，负数=推迟） */
  correctionMinutes: number
  /** 经度修正分钟数 */
  longitudeCorrection: number
  /** 时差方程修正分钟数 */
  equationOfTime: number
}

/**
 * 计算真太阳时
 *
 * 算法来源：
 * - 经度修正：时区中央经线与本地经度的差值 × 4 分钟/度
 *   - 中国标准时间 (UTC+8) 中央经线为 120°E
 * - 时差方程：基于 Spencer (1971) 的近似公式
 *   - 参考：https://www.esrl.noaa.gov/gmd/grad/solcalc/
 */
export function calculateTrueSolarTime(params: TrueSolarTimeParams): TrueSolarTimeResult {
  const { date, hour, minute, longitude, timezoneOffset } = params

  // 1. 经度修正
  const standardMeridian = timezoneOffset * 15
  const longitudeCorrection = (longitude - standardMeridian) * 4

  // 2. 时差方程修正（基于 Spencer 1971 近似公式）
  const dateObj = new Date(`${date}T00:00:00`)
  const dayOfYear = getDayOfYear(dateObj)
  const fractionalYear = (2 * Math.PI / 365) * (dayOfYear - 1 + (hour - 12) / 24)
  const equationOfTime = calculateEquationOfTime(fractionalYear)

  // 3. 总修正
  const totalCorrection = longitudeCorrection + equationOfTime

  // 4. 计算真太阳时
  const totalMinutes = hour * 60 + minute + totalCorrection
  const adjustedHours = Math.floor(totalMinutes / 60) % 24
  const adjustedMinutes = Math.floor(totalMinutes % 60)
  const adjustedSeconds = Math.round((totalMinutes % 1) * 60)

  const trueSolarTime = `${String(adjustedHours).padStart(2, '0')}:${String(adjustedMinutes).padStart(2, '0')}:${String(adjustedSeconds).padStart(2, '0')}`

  return {
    trueSolarTime,
    correctionMinutes: Math.round(totalCorrection * 100) / 100,
    longitudeCorrection: Math.round(longitudeCorrection * 100) / 100,
    equationOfTime: Math.round(equationOfTime * 100) / 100,
  }
}

/**
 * 计算一年中的第几天（1 月 1 日为第 1 天）
 */
function getDayOfYear(date: Date): number {
  const start = new Date(date.getFullYear(), 0, 0)
  const diff = date.getTime() - start.getTime()
  return Math.floor(diff / (1000 * 60 * 60 * 24))
}

/**
 * 计算时差方程（分钟）
 *
 * 基于 Spencer (1971) 傅里叶级数近似：
 * EoT = 229.2 × (0.000075 + 0.001868×cos(γ) - 0.032077×sin(γ)
 *               - 0.014615×cos(2γ) - 0.04089×sin(2γ))
 *
 * 其中 γ = 2π/365 × (N - 1 + (t - 12) / 24)，N 为一年中的第几天
 *
 * 结果范围约为 -16 到 +14 分钟
 */
function calculateEquationOfTime(fractionalYear: number): number {
  const coeff = 229.2
  const eot = coeff * (
    0.000075 +
    0.001868 * Math.cos(fractionalYear) -
    0.032077 * Math.sin(fractionalYear) -
    0.014615 * Math.cos(2 * fractionalYear) -
    0.04089 * Math.sin(2 * fractionalYear)
  )
  return eot
}