"""Simulation eines um die Erde kreisenden Mondes mit pygame."""

import pygame

from compute import matmul, rot_2d, transpose
from game import Game

EARTH_RADIUS = 30
MOON_RADIUS = 10
MOON_DISTANCE = 120  # Abstand Erde-Mond (Mittelpunkte)
BLACK = (0, 0, 0)
WHITE = (255, 255, 255)
BLUE = (0, 0, 255)

Point = tuple[float, float]


class Moon(Game):
    """Der Mond kreist um die Erde."""

    def __init__(
        self,
        title: str = "Moon",
        fps: int = 60,
        size: tuple[int, int] = (640, 400),
    ) -> None:
        """Legt Startposition, Drehwinkel und Rotationsmatrix fest."""
        super().__init__(title, fps, size)
        self.position_moon: Point = (MOON_DISTANCE, 0.0)  # relativ zur Erde
        self.theta: float = 0.01  # radian per frame
        self.rot_moon: list[list[float]] = rot_2d(self.theta, unit="rad")
        self.center: tuple[int, int] = (size[0] // 2, size[1] // 2)

    @staticmethod
    def rotate(point: Point, rotation: list[list[float]]) -> Point:
        """Dreht einen Punkt mit einer 2x2-Rotationsmatrix um den Ursprung."""
        column = transpose([list(point)])  # [x, y] -> [[x], [y]]
        result = matmul(rotation, column)  # [[x'], [y']]
        return (result[0][0], result[1][0])

    def update_game(self) -> bool:
        """Dreht den Mond ein Stück weiter."""
        self.position_moon = self.rotate(self.position_moon, self.rot_moon)
        return True

    def moon_screen_position(self) -> Point:
        """Rechnet die Mondposition relativ zur Erde in Bildschirmkoordinaten um."""
        return (
            self.center[0] + self.position_moon[0],
            self.center[1] + self.position_moon[1],
        )

    def draw_bodies(self) -> None:
        """Zeichnet Erde und Mond. Unterklassen können weitere Körper ergänzen."""
        pygame.draw.circle(self.screen, BLUE, self.center, EARTH_RADIUS)
        pygame.draw.circle(self.screen, WHITE, self.moon_screen_position(), MOON_RADIUS)

    def draw_game(self) -> None:
        """Löscht den Bildschirm, zeichnet alle Körper und zeigt das Bild an."""
        if self.screen is None:
            return
        self.screen.fill(BLACK)
        self.draw_bodies()
        super().draw_game()


if __name__ == "__main__":
    moon = Moon()
    moon.run()