// 导入 GZIP 处理库（浏览器/Node.js 通用，需提前安装：npm install pako @types/pako）
// import * as pako from "pako";

/**
 * 协议常量类：存储协议核心配置（不可修改，确保前后端一致）
 */
export class ProtocolConst {
  /** 协议版本：0~15（4位，存储在字节0低4位） */
  static readonly PROTOCOL_VERSION = 0b0001;

  /** 头部固定长度：8字节（字节0~7，结构严格定义，不可修改） */
  static readonly HEADER_SIZE = 8;

  /** 
   * 最大包体大小：16MB（3字节长度最大支持0xFFFFFF=16777215字节≈16MB）
   * 4-6字节存储（24位），最大支持16MB，满足大部分场景且避免长度字段冗余
   */
  static readonly MAX_BODY_SIZE = 0xFFFFFF; // 16777215字节 ≈16MB

  /** 字符串编码格式：UTF-8（统一前后端字符串编解码，避免乱码） */
  static readonly STRING_ENCODING = "utf-8" as const;
}

/**
 * 消息类型枚举（4位，存储在字节0高4位，0~15范围）
 * 二进制标识，统一编码风格
 */
export enum MessageType {
  PING = 0b0001, // 心跳消息（支持空包体）
  AUDIO_DATA = 0b0010, // 纯音频数据
  TEXT_MESSAGE = 0b0011, // 纯文本消息
  CONTROL_CMD = 0b0100, // 控制指令
  // 预留12种类型用于扩展（0b0100 ~ 0b1111）
}

/**
 * 序列化方式枚举（3位，存储在字节1高3位，1~8范围）
 * 二进制标识，统一编码风格（1~8对应0b001~0b111）
 */
export enum SerializationType {
  RAW = 0b001, // 原始二进制（1）
  JSON = 0b010, // JSON 格式（2）
  STRING = 0b011, // 直接字符串（3）
  // 预留5种方式用于扩展（0b100 ~ 0b111）
}

/**
 * 压缩方式枚举（3位，存储在字节1中3位，1~8范围）
 * 二进制标识，统一编码风格（1~8对应0b001~0b111）
 */
export enum CompressionType {
  NONE = 0b001, // 无压缩（1，默认值）
  GZIP = 0b010, // GZIP 压缩（2）
  // 预留6种方式用于扩展（0b011 ~ 0b111）
}

/**
 * 控制指令枚举（配合 MessageType.CONTROL_CMD 使用）
 */
export enum ControlCommand {
  HEARTBEAT = 0b0001,
  PAUSE = 0b0010,
  RESUME = 0b0011,
  STOP = 0b0100,
}

/**
 * 解包返回结果接口
 */
export interface UnpackedResult {
  msgType: MessageType;
  msgTypeName: keyof typeof MessageType;
  serialization: SerializationType;
  serializationName: keyof typeof SerializationType;
  compression: CompressionType;
  compressionName: keyof typeof CompressionType;
  sequence: number; // 消息顺序号（0~65535，默认0）
  body: Uint8Array | string | object | unknown[] | null; // PING 消息可能返回 null
}

/**
 * 打包入参类型别名（支持 PING 消息传入 null）
 */
type PackBody = Uint8Array | string | object | unknown[] | null;
type OptionalSerialization = SerializationType | null | undefined;

/**
 * 协议编解码工具类（支持 PING 消息空包体）
 */
export class ProtocolCodec {
  /**
   * 打包协议包
   * @param msgType 消息类型（二进制枚举，0~15）
   * @param body 业务数据（PING 消息可传 null/undefined，其他类型必填）
   * @param sequence 消息顺序号（0~65535，可选，默认0）
   * @param serialization 序列化方式（二进制枚举，1~8，可选，自动推导）
   * @param compression 压缩方式（二进制枚举，1~8，可选，默认NONE=0b001）
   * @returns 完整协议包
   * @throws 类型错误、范围错误、包体过大等异常
   */
  static pack(
    msgType: MessageType,
    body: PackBody = null, // 默认为 null，支持 PING 消息空包体
    sequence: number = 0, // 可选参数，默认0
    serialization: OptionalSerialization = null,
    compression: CompressionType = CompressionType.NONE
  ): Uint8Array {
    // 校验顺序号范围（0~65535）
    if (!Number.isInteger(sequence) || sequence < 0 || sequence > 0xFFFF) {
      throw new RangeError(`消息顺序号必须是0~65535的整数，当前传入：${sequence}`);
    }

    // 特殊处理：PING 消息允许空包体，强制 RAW 序列化（空二进制）
    if (msgType === MessageType.PING) {
      // PING 消息忽略传入的序列化方式，强制使用 RAW（空二进制最高效）
      serialization = SerializationType.RAW;
      // 若传入空包体，统一处理为空 Uint8Array
      body = body === null || body === undefined ? new Uint8Array(0) : body;
      // PING 消息仅支持空包体或 Uint8Array（防止误传其他类型）
      if (!(body instanceof Uint8Array)) {
        throw new TypeError(`PING 消息仅支持空包体或 Uint8Array 类型，当前传入：${typeof body}`);
      }
    } else {
      // 非 PING 消息：包体必填
      if (body === null || body === undefined) {
        throw new TypeError(`非 PING 消息（${MessageType[msgType]}）包体不能为空`);
      }
    }

    // 1. 自动推导序列化方式（非 PING 消息）
    if (serialization === null || serialization === undefined && msgType !== MessageType.PING) {
      if (msgType === MessageType.AUDIO_DATA) {
        serialization = SerializationType.RAW;
      } else if (msgType === MessageType.TEXT_MESSAGE) {
        serialization = SerializationType.STRING;
      } else if (msgType === MessageType.CONTROL_CMD) {
        serialization = SerializationType.JSON;
      } else {
        throw new Error(`不支持的消息类型：${MessageType[msgType]}（值：${msgType}）`);
      }
    }

    // 2. 校验枚举值范围（3位存储，1~8即0b001~0b111）
    if (serialization < 0b001 || serialization > 0b111) {
      throw new RangeError(`序列化方式必须在1~8（0b001~0b111）范围内，当前传入：${serialization}（0b${serialization.toString(2).padStart(3, '0')}）`);
    }
    if (compression < 0b001 || compression > 0b111) {
      throw new RangeError(`压缩方式必须在1~8（0b001~0b111）范围内，当前传入：${compression}（0b${compression.toString(2).padStart(3, '0')}）`);
    }

    // 3. 序列化包体
    let serializedBody: Uint8Array;
    const textEncoder = new TextEncoder();

    switch (serialization) {
      case SerializationType.RAW:
        // RAW 序列化：支持 Uint8Array（PING 消息可能是空 Uint8Array）
        if (!(body instanceof Uint8Array)) {
          throw new TypeError(`RAW 序列化要求 body 必须是 Uint8Array 类型，当前传入：${typeof body}`);
        }
        serializedBody = body;
        break;

      case SerializationType.STRING:
        // STRING 序列化：必须传入字符串（非 PING 消息已校验非空）
        if (typeof body !== "string") {
          throw new TypeError(`STRING 序列化要求 body 必须是 string 类型，当前传入：${typeof body}`);
        }
        serializedBody = textEncoder.encode(body);
        break;

      case SerializationType.JSON:
        // JSON 序列化：支持字符串、对象、数组（非 PING 消息已校验非空）
        if (typeof body === "string") {
          serializedBody = textEncoder.encode(body);
        } else if (typeof body === "object" && body !== null) {
          const jsonStr = JSON.stringify(body);
          serializedBody = textEncoder.encode(jsonStr);
        } else {
          throw new TypeError(`JSON 序列化要求 body 必须是 string/object/array 类型，当前传入：${typeof body}`);
        }
        break;

      default:
        throw new Error(`不支持的序列化方式：${SerializationType[serialization]}（值：${serialization}，0b${serialization.toString(2).padStart(3, '0')}）`);
    }

    // 4. 压缩包体
    let compressedBody: Uint8Array;
    if (compression === CompressionType.NONE) {
      compressedBody = serializedBody;
    } else if (compression === CompressionType.GZIP) {
      // 若需启用GZIP，取消注释下方代码（需导入pako）
      // try {
      //   compressedBody = pako.gzip(serializedBody);
      // } catch (e) {
      //   throw new Error(`GZIP 压缩失败：${(e as Error).message}`);
      // }
      throw new Error("GZIP 压缩暂未启用，请导入pako库并取消对应代码注释");
    } else {
      throw new Error(`不支持的压缩方式：${CompressionType[compression]}（值：${compression}，0b${compression.toString(2).padStart(3, '0')}）`);
    }

    // 5. 校验包体大小（24位长度最大支持0xFFFFFF=16777215字节）
    const bodyLen = compressedBody.length;
    if (bodyLen > ProtocolConst.MAX_BODY_SIZE) {
      throw new Error(
        `包体过大（${bodyLen}字节），最大支持${ProtocolConst.MAX_BODY_SIZE}字节（≈16MB）`
      );
    }

    // 6. 构造头部（8字节，按最新结构）
    const header = new Uint8Array(ProtocolConst.HEADER_SIZE);

    // 字节0：消息类型(高4位) + 协议版本(低4位)
    header[0] = ((msgType & 0x0F) << 4) | (ProtocolConst.PROTOCOL_VERSION & 0x0F);

    // 字节1：序列化方式(高3位) + 压缩方式(中3位) + 保留位(低2位，填0)
    header[1] = ((serialization & 0x07) << 5) | ((compression & 0x07) << 2) | 0x00;

    // 字节2~3：消息顺序号（16位大端序，0~65535）
    header[2] = (sequence >> 8) & 0xFF; // 顺序号高8位
    header[3] = sequence & 0xFF; // 顺序号低8位

    // 字节4~6：消息体长度（24位大端序，0~0xFFFFFF）
    header[4] = (bodyLen >> 16) & 0xFF; // 长度高8位
    header[5] = (bodyLen >> 8) & 0xFF;  // 长度中8位
    header[6] = bodyLen & 0xFF;         // 长度低8位

    // 字节7：保留位（固定填0x00）
    header[7] = 0x00;

    // 7. 拼接头部和包体
    const totalLen = ProtocolConst.HEADER_SIZE + bodyLen;
    const packet = new Uint8Array(totalLen);
    packet.set(header, 0);
    packet.set(compressedBody, ProtocolConst.HEADER_SIZE);

    return packet;
  }

  /**
   * 解包协议包
   * @param packet 完整协议包
   * @returns 结构化解包结果（含顺序号）
   * @throws 各种解析异常
   */
  static unpack(packet: Uint8Array | ArrayBuffer): UnpackedResult {
    const uint8Packet = packet instanceof ArrayBuffer 
      ? new Uint8Array(packet) 
      : packet;

    // 1. 校验包长度（至少8字节头部）
    if (uint8Packet.length < ProtocolConst.HEADER_SIZE) {
      throw new Error(
        `包长度过短（${uint8Packet.length}字节），至少需要${ProtocolConst.HEADER_SIZE}字节头部`
      );
    }

    // 2. 拆分头部和包体
    const header = uint8Packet.subarray(0, ProtocolConst.HEADER_SIZE);
    const bodyBuffer = uint8Packet.subarray(ProtocolConst.HEADER_SIZE);

    // 3. 解析头部字段
    // 字节0：消息类型(高4位) + 协议版本(低4位)
    const byte0 = header[0];
    const msgType = (byte0 >> 4) & 0x0F; // 消息类型（0~15）
    const version = byte0 & 0x0F; // 协议版本（0~15）

    // 校验消息类型
    if (!Object.values(MessageType).includes(msgType as MessageType)) {
      throw new Error(`非法消息类型：${msgType}（0b${msgType.toString(2).padStart(4, '0')}）`);
    }

    // 校验版本
    if (version !== ProtocolConst.PROTOCOL_VERSION) {
      throw new Error(
        `协议版本不匹配：收到v${version}（0b${version.toString(2).padStart(4, '0')}），当前支持v${ProtocolConst.PROTOCOL_VERSION}（0b${ProtocolConst.PROTOCOL_VERSION.toString(2).padStart(4, '0')}）`
      );
    }

    // 字节1：序列化方式(高3位) + 压缩方式(中3位) + 保留位(低2位)
    const byte1 = header[1];
    const serialization = (byte1 >> 5) & 0x07; // 高3位（1~8）
    const compression = (byte1 >> 2) & 0x07; // 中3位（1~8）
    // 保留位：(byte1 & 0x03)，暂不处理

    // 校验序列化方式
    if (!Object.values(SerializationType).includes(serialization as SerializationType)) {
      throw new Error(`非法序列化方式：${serialization}（0b${serialization.toString(2).padStart(3, '0')}）`);
    }

    // 校验压缩方式
    if (!Object.values(CompressionType).includes(compression as CompressionType)) {
      throw new Error(`非法压缩方式：${compression}（0b${compression.toString(2).padStart(3, '0')}）`);
    }

    // 字节2~3：消息顺序号（16位大端序）
    const sequence = (header[2] << 8) | header[3]; // 0~65535

    // 字节4~6：消息体长度（24位大端序），字节7：保留位（忽略）
    const bodyLen = (header[4] << 16) | (header[5] << 8) | header[6];

    // 校验包体长度（空包体时 bodyBuffer.length 应为0）
    if (bodyBuffer.length !== bodyLen) {
      throw new Error(
        `包体长度不匹配：头部声明${bodyLen}字节，实际接收${bodyBuffer.length}字节`
      );
    }

    // 4. 解压包体
    let decompressedBody: Uint8Array;
    if (compression === CompressionType.NONE) {
      decompressedBody = bodyBuffer;
    } else if (compression === CompressionType.GZIP) {
      // 若需启用GZIP，取消注释下方代码
      // try {
      //   decompressedBody = pako.ungzip(bodyBuffer);
      // } catch (e) {
      //   throw new Error(`GZIP 解压失败：${(e as Error).message}`);
      // }
      throw new Error("GZIP 解压暂未启用，请导入pako库并取消对应代码注释");
    } else {
      throw new Error(`不支持的压缩方式：${CompressionType[compression]}（值：${compression}，0b${compression.toString(2).padStart(3, '0')}）`);
    }

    // 5. 反序列化包体（PING 消息空包体返回 null）
    let body: UnpackedResult["body"];
    const textDecoder = new TextDecoder();

    // 特殊处理：空包体（PING 消息常见）返回 null
    if (decompressedBody.length === 0) {
      body = null;
    } else {
      switch (serialization) {
        case SerializationType.RAW:
          body = decompressedBody;
          break;

        case SerializationType.STRING:
          try {
            body = textDecoder.decode(decompressedBody);
          } catch (e) {
            throw new Error(`STRING 反序列化失败：UTF-8 解码错误`);
          }
          break;

        case SerializationType.JSON:
          try {
            const jsonStr = textDecoder.decode(decompressedBody);
            body = JSON.parse(jsonStr);
          } catch (e) {
            if (e instanceof SyntaxError) {
              throw new Error(`JSON 反序列化失败：格式错误（${(e as Error).message}）`);
            } else {
              throw new Error(`JSON 反序列化失败：${(e as Error).message}`);
            }
          }
          break;

        default:
          throw new Error(`不支持的序列化方式：${SerializationType[serialization]}（值：${serialization}，0b${serialization.toString(2).padStart(3, '0')}）`);
      }
    }

    // 6. 返回解包结果
    return {
      msgType: msgType as MessageType,
      msgTypeName: MessageType[msgType] as keyof typeof MessageType,
      serialization: serialization as SerializationType,
      serializationName: SerializationType[serialization] as keyof typeof SerializationType,
      compression: compression as CompressionType,
      compressionName: CompressionType[compression] as keyof typeof CompressionType,
      sequence: sequence,
      body: body,
    };
  }
}