#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>

// ==========================================
// 1. 抽象基类：定义算法的骨架 (SOP)
// ==========================================
class BaseFEASolver {
public:
    virtual ~BaseFEASolver() = default;

    // 【核心魔法】：模板方法 (Template Method)
    // 1. 它是 public 的，供客户端调用。
    // 2. 加了 final 关键字！警告所有子类：绝对不允许重写整个流程！
    void runSimulation() final {
        std::cout << "\n>>> [系统] 启动有限元求解标准工作流 <<<" << std::endl;

        loadMesh();               // 步骤 1：固定
        assembleMatrix();         // 步骤 2：留给子类填空
        solveEquations();         // 步骤 3：留给子类填空
        exportVTK();              // 步骤 4：固定

        std::cout << ">>> [系统] 求解工作流顺利结束 <<<\n" << std::endl;
    }

protected:
    // 【关键设计】：步骤函数全部设为 protected！
    // 客户端只能调 runSimulation()，绝不能单独拿出来乱调。

    // 固定步骤，父类直接实现
    void loadMesh() const {
        std::cout << "  |- 1. [基础组件] 正在读取底层网格拓扑数据..." << std::endl;
    }

    void exportVTK() const {
        std::cout << "  |- 4. [基础组件] 正在将位移场打包导出为 .vtu 文件..." << std::endl;
    }

    // 变化步骤，声明为纯虚函数，逼迫子类交作业
    virtual void assembleMatrix() const = 0;
    virtual void solveEquations() const = 0;
};

// ==========================================
// 2. 具体子类 A：线性静力学求解器
// ==========================================
class LinearStaticSolver : public BaseFEASolver {
protected:
    // 子类乖乖地"填空"
    void assembleMatrix() const override {
        std::cout << "  |- 2. [静力学] 按照线性公式：K = B^T * D * B 组装刚度矩阵..." << std::endl;
    }

    void solveEquations() const override {
        std::cout << "  |- 3. [静力学] 调用 Eigen 库 Cholesky 直接法求解 KU=F..." << std::endl;
    }
};

// ==========================================
// 3. 具体子类 B：非线性动力学求解器
// ==========================================
class NonlinearDynamicSolver : public BaseFEASolver {
protected:
    void assembleMatrix() const override {
        std::cout << "  |- 2. [动力学] 考虑几何非线性，正在更新切线刚度矩阵和质量矩阵..." << std::endl;
    }

    void solveEquations() const override {
        std::cout << "  |- 3. [动力学] 使用 Newmark-beta 隐式时间步进法迭代求解..." << std::endl;
    }
};

// ==========================================
// 业务调用端：体验被"好莱坞原则"支配的安全感
// ==========================================
int main() {
    std::cout << "=== 艾普工华 - 分析任务提交流程 ===" << std::endl;

    // 场景 A：用户提交了一个简单的静力分析任务
    std::unique_ptr<BaseFEASolver> solver1 = std::make_unique<LinearStaticSolver>();
    // 客户端只能按下一个"一键启动"按钮。具体顺序客户端管不着。
    solver1->runSimulation();

    // 场景 B：用户提交了一个高级的碰撞分析任务
    std::unique_ptr<BaseFEASolver> solver2 = std::make_unique<NonlinearDynamicSolver>();
    solver2->runSimulation();

    return 0;
}