"""
plot.py -- finale Version mit zentralem Plot-Stil.

Aenderung gegenueber Stufe 3:
    + plt.style.use("thn.mplstyle")
    Der Plot-Stil (Schrift, Farben, Liniendicken) wird einmal in
    thn.mplstyle definiert -- alle Plots im Paper sehen automatisch
    gleich aus. Aenderst du den Stil, aktualisieren sich alle Plots.
"""

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# Plot-Stil zentral aus Datei laden
plt.style.use("thn.mplstyle")

# 1) CSV einlesen ------------------------------------------------------
daten = np.loadtxt("messwerte.csv", delimiter=",", skiprows=1)
omega  = daten[:, 0]
betrag = daten[:, 1]
phase  = daten[:, 2]

# 2) Theoretische Knickfrequenz ----------------------------------------
omega_K_theor = 56
K_s_dB = betrag[0]

# 3) Gemessene Knickfrequenz: dort wo der Betrag um 3 dB faellt --------
ziel_dB = K_s_dB - 3
omega_K_mess = np.interp(ziel_dB, np.flip(betrag), np.flip(omega))
abweichung = abs(omega_K_mess - omega_K_theor) / omega_K_theor * 100

# 4) Bode-Diagramm zeichnen --------------------------------------------
fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, 1, sharex=True)
ax1.semilogx(omega, betrag, "o-")
ax1.axhline(ziel_dB, linestyle=":", color="gray",
            label=f"$K_s - 3$ dB = {ziel_dB:.2f} dB")
ax1.axvline(omega_K_theor, linestyle="--", color="gray",
            label=f"$\\omega_K$ theor. = {omega_K_theor} rad/s")
ax1.set_ylabel("Betrag in dB")
ax1.legend(loc="lower left")

ax2.semilogx(omega, phase, "o-")
ax2.set_xlabel("Kreisfrequenz $\\omega$ in rad/s")
ax2.set_ylabel("Phase in Grad")

fig.tight_layout()
fig.savefig("plot.pdf")

# 5) Tabelle (S-Spalten -- siunitx richtet am Komma aus) ---------------
zeilen = [
    r"\begin{tabular}{S[table-format=4.1] S[table-format=-2.2] S[table-format=-3.1]}",
    r"\toprule",
    r"{$\omega$ (rad/s)} & {Betrag (dB)} & {Phase ($^\circ$)} \\",
    r"\midrule",
]
for i in range(len(omega)):
    zeilen.append(f"{omega[i]:g} & {betrag[i]:.2f} & {phase[i]:.1f} \\\\")
zeilen.append(r"\bottomrule")
zeilen.append(r"\end{tabular}")

with open("tabelle.tex", "w", encoding="utf-8") as datei:
    datei.write("\n".join(zeilen) + "\n")

# 6) Werte als LaTeX-Makros --------------------------------------------
with open("werte.tex", "w", encoding="utf-8") as datei:
    datei.write(f"\\newcommand{{\\omegaKtheorie}}{{{omega_K_theor}}}\n")
    datei.write(f"\\newcommand{{\\omegaKmess}}{{{omega_K_mess:.1f}}}\n")
    datei.write(f"\\newcommand{{\\abweichung}}{{{abweichung:.1f}}}\n")

print("Fertig: plot.pdf, tabelle.tex, werte.tex (mit thn.mplstyle).")