mathtool2/lib/expr_editor.dart

import 'package:flutter/material.dart';

import 'expr_node.dart';

/// 结构化表达式的 2D 编辑器视图。
///
/// 渲染方式：直接把节点树翻译成 widget 树 —— 分式用 Column（分子/横线/分母）、
/// 幂用 Row + 抬高的上标、函数用 `名字[ 参数 ]`。没有自己写排版引擎，
/// 因为 Flutter 的布局本来就够用，而且这样点击命中、无障碍都能白拿。
class ExprEditor extends StatelessWidget {
  const ExprEditor({
    super.key,
    required this.doc,
    required this.onChanged,
    required this.onCaretTapped,
    this.fontSize = 22,
  });

  final ExprDoc doc;

  /// 光标或内容变化后调用，让页面刷新。
  final VoidCallback onChanged;

  /// 用户点了**光标已经所在的那个位置**（且没有选区）—— 页面据此弹出"粘贴"。
  final VoidCallback onCaretTapped;

  final double fontSize;

  /// 点一个节点。
  ///
  /// 三种语义：
  ///  · 有选区时 → 扩展选区（"按住选中一个，再点另一个"）
  ///  · 没选区、但点的是光标已经待着的地方 → 交给页面弹粘贴
  ///  · 其余 → 移动光标
  void _tapNode(SlotPath parent, int index, bool before) {
    if (doc.selection != null) {
      doc.extendSelectionTo(parent, index);
      onChanged();
      return;
    }
    final target = SlotPath(parent.steps, before ? index : index + 1);
    if (doc.cursor == target) {
      onCaretTapped();
      return;
    }
    doc.cursor = target;
    onChanged();
  }

  /// 长按一个节点 → 选中它，工具条随之出现。
  void _longPressNode(SlotPath parent, int index) {
    doc.selectNodeAt(parent, index);
    onChanged();
  }

  /// 点槽的空白处：有选区就取消选区，否则光标落到槽尾。
  void _tapSlot(SlotPath path, SeqNode seq) {
    if (doc.selection != null) {
      doc.clearSelection();
      onChanged();
      return;
    }
    final p = SlotPath(path.steps, seq.children.length);
    if (doc.cursor == p) {
      onCaretTapped();
      return;
    }
    doc.cursor = p;
    onChanged();
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return SingleChildScrollView(
      scrollDirection: Axis.horizontal,
      reverse: true, // 长表达式总是把光标一侧露出来
      child: ConstrainedBox(
        constraints: BoxConstraints(
          minWidth: MediaQuery.sizeOf(context).width - 32,
        ),
        child: Align(
          alignment: Alignment.centerRight,
          child: Padding(
            padding: const EdgeInsets.symmetric(horizontal: 12, vertical: 8),
            child: _SlotView(
              doc: doc,
              seq: doc.root,
              path: SlotPath.root,
              size: fontSize,
              onTapNode: _tapNode,
              onLongPressNode: _longPressNode,
              onTapSlot: _tapSlot,
            ),
          ),
        ),
      ),
    );
  }
}

/// 一个槽的视图：把孩子按顺序排开，在光标位置插一根竖线。
class _SlotView extends StatelessWidget {
  const _SlotView({
    required this.doc,
    required this.seq,
    required this.path,
    required this.size,
    required this.onTapNode,
    required this.onLongPressNode,
    required this.onTapSlot,
    this.vpad = 3,
  });

  final ExprDoc doc;
  final SeqNode seq;
  final SlotPath path;
  final double size;

  /// 上下内边距。上下限这种要紧贴运算符的地方传 0。
  final double vpad;
  final void Function(SlotPath parent, int index, bool before) onTapNode;
  final void Function(SlotPath parent, int index) onLongPressNode;
  final void Function(SlotPath path, SeqNode seq) onTapSlot;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    final scheme = Theme.of(context).colorScheme;
    // 用 sameSlotAs 而不是 ==：offset 是槽内的插入位置，不属于槽的身份
    final focused = doc.cursor.sameSlotAs(path);

    final sel = doc.selection;
    final selectedHere = sel != null && !sel.isEmpty && sel.path.sameSlotAs(path);

    return GestureDetector(
      onTap: () => onTapSlot(path, seq),
      behavior: HitTestBehavior.opaque,
      child: Container(
        padding: EdgeInsets.symmetric(horizontal: 2, vertical: vpad),
        // 空槽只有一个光标那么宽（2.5px），手指点不到 —— 而"点光标处弹粘贴"
        // 恰恰最常在空槽里用（先按 ln 再粘参数）。给个最小的可点面积。
        constraints: focused && seq.isEmpty
            ? const BoxConstraints(minWidth: 24, minHeight: 30)
            : null,
        decoration: BoxDecoration(
          borderRadius: BorderRadius.circular(4),
          color: focused ? scheme.primary.withValues(alpha: 0.06) : null,
        ),
        child: Wrap(
          crossAxisAlignment: WrapCrossAlignment.center,
          children: [
            for (var i = 0; i < seq.children.length; i++) ...[
              if (focused && doc.cursor.offset == i) _caret(scheme),
              _SelectedOrNot(
                highlighted: selectedHere && i >= sel.start && i < sel.end,
                child: _NodeView(
                  doc: doc,
                  node: seq.children[i],
                  parent: path,
                  index: i,
                  size: size,
                  onTapNode: onTapNode,
                  onLongPressNode: onLongPressNode,
                  onTapSlot: onTapSlot,
                ),
              ),
            ],
            if (focused && doc.cursor.offset >= seq.children.length)
              _caret(scheme),
            // 空槽给个占位，否则用户不知道能往里点
            if (seq.isEmpty && !focused) _placeholder(scheme),
          ],
        ),
      ),
    );
  }

  /// 光标。**常亮、不闪烁**。
  ///
  /// 之前做成 0.15~1.0 的平滑呼吸，最暗那半程看着就跟没有一样（用户反馈
  /// "有时能看到有时看不到"）。计算器不是文本编辑器，聚焦的槽本来就有底色
  /// 高亮，这里再常亮一根实心竖线，位置一眼就能看到。
  Widget _caret(ColorScheme scheme) => Container(
        // 整个编辑区同时最多只有一根光标，所以固定 key 不会冲突。
        // 加它是为了能写"打完字光标还在不在"的回归测试 —— 这个 bug
        // 之前就是靠人眼看截图才发现的。
        key: const ValueKey('expr-caret'),
        width: 2.5,
        height: size * 1.25,
        margin: const EdgeInsets.symmetric(horizontal: 1),
        color: scheme.primary,
      );

  Widget _placeholder(ColorScheme scheme) => Container(
        width: 12,
        height: size * 1.05,
        margin: const EdgeInsets.symmetric(horizontal: 1),
        decoration: BoxDecoration(
          border: Border.all(color: scheme.outlineVariant, width: 1),
          borderRadius: BorderRadius.circular(2),
        ),
      );
}

/// 单个节点的视图。
class _NodeView extends StatelessWidget {
  const _NodeView({
    required this.doc,
    required this.node,
    required this.parent,
    required this.index,
    required this.size,
    required this.onTapNode,
    required this.onLongPressNode,
    required this.onTapSlot,
  });

  final ExprDoc doc;
  final ExprNode node;

  /// 该节点所在槽的路径，以及它在槽里的下标。
  final SlotPath parent;
  final int index;

  final double size;
  final void Function(SlotPath parent, int index, bool before) onTapNode;
  final void Function(SlotPath parent, int index) onLongPressNode;
  final void Function(SlotPath path, SeqNode seq) onTapSlot;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    final scheme = Theme.of(context).colorScheme;
    final body = switch (node) {
      LitNode l => _literal(l, scheme),
      FuncNode f => _function(context, f),
      FracNode f => _fraction(context, f),
      PowNode p => _power(context, p),
      GroupNode g => _group(context, g),
      BraceNode b => _brace(context, b),
      BigOpNode b => _bigOp(context, b),
      PostfixNode p => _row([
          _slot(context, p.operand, parent.push(index, 0)),
          _text(p.op, size),
        ]),
    };

    // 点节点的**左半边**把光标放到它前面，右半边放到它后面。
    //
    // 之前无论点哪都落到"后面"，于是偏移 0（表达式最前面）那个位置永远够不着 ——
    // 用户只能把光标停在第一个字符之后，回不到行首。
    //
    // 宽度用 Builder 拿：Builder 自身不是 RenderObject，findRenderObject()
    // 会往下找到 GestureDetector 那个 box，尺寸正是节点的尺寸。
    return Builder(
      builder: (inner) => GestureDetector(
        behavior: HitTestBehavior.opaque,
        onLongPress: () => onLongPressNode(parent, index),
        onTapDown: (d) {
          final box = inner.findRenderObject() as RenderBox?;
          final before = d.localPosition.dx < (box?.size.width ?? 0) / 2;
          onTapNode(parent, index, before);
        },
        child: body,
      ),
    );
  }

  Widget _literal(LitNode l, ColorScheme scheme) {
    // 有显示名的（如 ANS）不加斜体 —— 它是缩写不是变量
    final isLetter =
        l.display == null && RegExp(r'^[A-Za-z]+$').hasMatch(l.text);
    // 最小宽度：`i`、`l`、`.` 这类窄字形，点击区只有字形那么宽（22 号字里
    // `i` 才 5~6px），手指点不中 —— 用户实测反馈"i 没法被选中、光标没法移到
    // i 附近"。给个字面量最小宽度，点中它才可靠。
    //
    // 为什么是 12 而不是更适合手指的 24/48：这个宽度是**布局**宽度，宽了就会
    // 在字与字之间留下真空隙（跟 `Transform` 那种只改视觉不同）。衬线体 22 号
    // 的数字约 11px 宽，12 只兜住真正窄的字形，`1 + 2` 这类常见写法不会被撑开。
    return ConstrainedBox(
      constraints: const BoxConstraints(minWidth: 12),
      child: Text(
        l.display ?? l.text,
        style: TextStyle(
          fontSize: size,
          fontFamily: 'serif',
          fontStyle: isLetter ? FontStyle.italic : FontStyle.normal,
          color: scheme.onSurface,
        ),
      ),
    );
  }

  /// 常见函数用**数学记号**显示，而不是代码式的 `Name[...]`。
  ///
  /// 关键点：这里只改**怎么画**，不改槽本身 —— 参数槽还是原来那些，
  /// 所以照样能点进去编辑、光标照样能进。
  Widget _function(BuildContext context, FuncNode f) {
    switch (f.name) {
      case 'Sqrt':
        if (f.args.length == 1) return _radical(context, f);
      case 'Abs':
        if (f.args.length == 1) return _bars(context, f);
      case 'Integrate':
        if (f.args.length == 2) return _integral(context, f);
      case 'Sum':
        if (f.args.length == 2) return _bigOperator(context, f, '∑');
      case 'Product':
        if (f.args.length == 2) return _bigOperator(context, f, '∏');
    }
    return _plainFunction(context, f);
  }

  TextStyle _mathStyle(BuildContext context, double scale) => TextStyle(
        fontSize: size * scale,
        color: Theme.of(context).colorScheme.onSurface,
      );

  /// √ 盖住被开方数。
  ///
  /// 用画笔画成**一条连起来的折线**（下折 → 上挑 → 横线），而不是
  /// "√ 字符 + 一条上边框" —— 后者两边各按各的字形对齐，中间必然断开
  /// （用户实测反馈"根号是断开的"）。
  Widget _radical(BuildContext context, FuncNode f) => _Radical(
        size: size,
        color: Theme.of(context).colorScheme.onSurface,
        child: _slot(context, f.args.first, parent.push(index, 0)),
      );

  Widget _bars(BuildContext context, FuncNode f) => _row([
        Text('|', style: _mathStyle(context, 1.2)),
        _slot(context, f.args.first, parent.push(index, 0)),
        Text('|', style: _mathStyle(context, 1.2)),
      ]);

  /// `Integrate[f, x]` 画成 `∫ f dx`。
  ///
  /// 参数顺序被重排了（数学写法就是 ∫ … d…），但**槽还是那两个槽**，
  /// 所以光标和点击命中都不受影响。
  Widget _integral(BuildContext context, FuncNode f) => _row([
        Text('∫', style: _mathStyle(context, 1.6)),
        _slot(context, f.args[0], parent.push(index, 0)),
        Text('d', style: _mathStyle(context, 0.9)),
        _slot(context, f.args[1], parent.push(index, 1)),
      ]);

  /// `Sum[f, {n,1,∞}]` 画成 `Σ f {n,1,∞}`（迭代器小一号）。
  Widget _bigOperator(BuildContext context, FuncNode f, String glyph) => _row([
        Text(glyph, style: _mathStyle(context, 1.6)),
        _slot(context, f.args[0], parent.push(index, 0)),
        Transform.translate(
          offset: Offset(0, size * 0.25),
          child: _slot(context, f.args[1], parent.push(index, 1), scale: 0.7),
        ),
      ]);

  Widget _plainFunction(BuildContext context, FuncNode f) {
    final scheme = Theme.of(context).colorScheme;
    return _row([
      Text(
        f.name,
        style: TextStyle(fontSize: size * 0.85, color: scheme.primary),
      ),
      Text('[', style: TextStyle(fontSize: size, color: scheme.onSurface)),
      for (var i = 0; i < f.args.length; i++) ...[
        if (i > 0)
          Text(', ', style: TextStyle(fontSize: size, color: scheme.onSurface)),
        _slot(context, f.args[i], parent.push(index, i)),
      ],
      Text(']', style: TextStyle(fontSize: size, color: scheme.onSurface)),
    ]);
  }

  Widget _fraction(BuildContext context, FracNode f) {
    final scheme = Theme.of(context).colorScheme;
    return Padding(
      padding: const EdgeInsets.symmetric(horizontal: 2),
      // IntrinsicWidth 让横线刚好横跨分子分母里较宽的那个。
      // 不能直接 width: double.infinity —— 这里是 Wrap 里的无界宽度，会报错。
      child: IntrinsicWidth(
        child: Column(
          mainAxisSize: MainAxisSize.min,
          children: [
            _slot(context, f.num, parent.push(index, 0)),
            Container(height: 1.4, color: scheme.onSurface),
            _slot(context, f.den, parent.push(index, 1)),
          ],
        ),
      ),
    );
  }

  Widget _power(BuildContext context, PowNode p) {
    return _row([
      _slot(context, p.base, parent.push(index, 0)),
      Transform.translate(
        offset: Offset(0, -size * 0.35),
        child: _slot(context, p.exp, parent.push(index, 1), scale: 0.7),
      ),
    ]);
  }

  Widget _group(BuildContext context, GroupNode g) {
    final scheme = Theme.of(context).colorScheme;
    final style = TextStyle(fontSize: size, color: scheme.onSurface);
    return _row([
      Text('(', style: style),
      _slot(context, g.inner, parent.push(index, 0)),
      Text(')', style: style),
    ]);
  }

  Widget _brace(BuildContext context, BraceNode b) {
    final style = TextStyle(
      fontSize: size,
      color: Theme.of(context).colorScheme.onSurface,
    );
    return _row([
      Text('{', style: style),
      _slot(context, b.inner, parent.push(index, 0)),
      Text('}', style: style),
    ]);
  }

  /// 大运算符：上下限画在**习惯位置**。
  ///
  ///   ∫ 上限定在上方、下限定在下方，后面接被积函数和 dx
  ///   ∑ / ∏ 同理，下限在下、上限在上
  ///   lim 的条件写在 "lim" 正下方
  ///
  /// 上下限为空时不占位（不定积分就是"∫ f dx"，没有上下限）。
  Widget _bigOp(BuildContext context, BigOpNode b) {
    final body = _slot(context, b.body, parent.push(index, 0));
    final variable = _slot(context, b.variable, parent.push(index, 1));
    // 上下限紧贴运算符：槽的上下内边距收掉，再往中间拽几像素
    // 下限**不**上拽。字形在行框里的墨迹并不上下居中（∑ 偏上、基线以下留白多），
    // 上下对称地拽同样的量，上限正好、下限就压到字形上了。
    final lower = _slot(context, b.lower, parent.push(index, 2),
        scale: 0.5, vpad: 0);
    final upper = Transform.translate(
      offset: const Offset(0, 3),
      child: _slot(context, b.upper, parent.push(index, 3),
          scale: 0.5, vpad: 0),
    );

    if (b.kind == 'Limit') {
      // lim 下面写"x→0"
      // 三个元素**必须同一个字号**：框大小不同时居中对齐会让基线错开，
      // 横着的箭头就没法同时正对两端的 x 和数字。
      final under = Row(
        mainAxisSize: MainAxisSize.min,
        children: [
          _slot(context, b.variable, parent.push(index, 1),
              scale: 0.6, vpad: 0),
          Text('→', style: _mathStyle(context, 0.6).copyWith(height: 1.0)),
          _slot(context, b.lower, parent.push(index, 2),
              scale: 0.6, vpad: 0),
        ],
      );
      return _row([
        Column(
          mainAxisSize: MainAxisSize.min,
          children: [
            Text('lim', style: _mathStyle(context, 0.95).copyWith(height: 1.0)),
            Transform.translate(offset: const Offset(0, -2), child: under),
          ],
        ),
        body,
      ]);
    }

    final glyph = switch (b.kind) {
      'Integrate' => '∫',
      'Sum' => '∑',
      'Product' => '∏',
      _ => '∑',
    };

    // height: 1.0 把字体自带的行距空白压掉 —— 默认行高约 1.16em，
    // 37 号字上下各多出好几个像素，看着就是"离运算符很远"。
    final stack = Column(
      mainAxisSize: MainAxisSize.min,
      children: [
        // 上下限**始终渲染** —— 空的时候画成小占位框。
        // 不渲染的话不定积分的两个限槽就成了够不着的死结构，永远填不进去。
        upper,
        Text(glyph, style: _mathStyle(context, 1.7).copyWith(height: 1.0)),
        lower,
      ],
    );

    if (b.kind == 'Integrate') {
      return _row([
        stack,
        body,
        Text('d', style: _mathStyle(context, 0.9)),
        variable,
      ]);
    }
    return _row([stack, body]);
  }

  Widget _row(List<Widget> children) => Wrap(
        crossAxisAlignment: WrapCrossAlignment.center,
        children: children,
      );

  /// [scale] 是**真的把字号改小**，而不是 Transform 缩放。
  ///
  /// Transform 只改视觉、不改布局，占位仍是原尺寸 —— 结果就是"字看着小了
  /// 但离运算符老远"（用户实测反馈）。直接把 size 传下去，布局才会跟着缩。
  Widget _slot(BuildContext context, SeqNode seq, SlotPath path,
          {double scale = 1, double vpad = 3}) =>
      _SlotView(
        doc: doc,
        seq: seq,
        path: path,
        size: size * scale,
        vpad: vpad,
        onTapNode: onTapNode,
        onLongPressNode: onLongPressNode,
        onTapSlot: onTapSlot,
      );

  Widget _text(String t, double s) => Text(t, style: TextStyle(fontSize: s));
}

/// 根号：画笔画出的折线 + 上划线，被开方数挂在横线下面。
class _Radical extends StatelessWidget {
  const _Radical({
    required this.size,
    required this.color,
    required this.child,
  });

  final double size;
  final Color color;
  final Widget child;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    final arm = size * 0.42; // 左侧那一段"折"的宽度
    return CustomPaint(
      painter: _RadicalPainter(color, arm),
      child: Padding(
        padding: EdgeInsets.only(left: arm, top: size * 0.30),
        child: child,
      ),
    );
  }
}

class _RadicalPainter extends CustomPainter {
  _RadicalPainter(this.color, this.arm);

  final Color color;
  final double arm;

  @override
  void paint(Canvas canvas, Size s) {
    final paint = Paint()
      ..color = color
      ..strokeWidth = 1.4
      ..style = PaintingStyle.stroke
      ..strokeJoin = StrokeJoin.miter
      ..strokeCap = StrokeCap.butt;

    // 从左下起笔 → 折到底 → 挑到顶 → 横着盖住被开方数
    final path = Path()
      ..moveTo(0, s.height * 0.55)
      ..lineTo(arm * 0.4, s.height * 0.92)
      ..lineTo(arm, 0)
      ..lineTo(s.width, 0);
    canvas.drawPath(path, paint);
  }

  @override
  bool shouldRepaint(covariant _RadicalPainter old) =>
      old.color != color || old.arm != arm;
}

/// 选中时给节点盖一层高亮背景。
class _SelectedOrNot extends StatelessWidget {
  const _SelectedOrNot({required this.highlighted, required this.child});

  final bool highlighted;
  final Widget child;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    if (!highlighted) return child;
    return Container(
      decoration: BoxDecoration(
        color: Theme.of(context).colorScheme.primary.withValues(alpha: 0.22),
        borderRadius: BorderRadius.circular(3),
      ),
      child: child,
    );
  }
}