elements-autochess/tests/sim_test.gd

extends SceneTree

## Kopflose Prüfläufe für die Kernlogik.

var failures := 0


func check(cond: bool, msg: String) -> void:
	if cond:
		print("  OK   ", msg)
	else:
		failures += 1
		print("  FAIL ", msg)


func _initialize() -> void:
	test_hex()
	test_upgrade_chain()
	test_pool_shared()
	test_combat_runs()
	test_full_game()
	test_placements()
	test_trait_effect()
	test_buy_specialisation()
	test_own_shop()
	test_move_slot()
	test_interest()
	test_prices()
	test_pool_pressure()
	test_neutral_chance()
	print("")
	if failures == 0:
		print("ALLE TESTS BESTANDEN")
	else:
		print("FEHLER: ", failures)
	quit(1 if failures > 0 else 0)


func test_hex() -> void:
	print("[Hex]")
	check(Hex.distance(Vector2i(0, 0), Vector2i(0, 0)) == 0, "Distanz zu sich selbst = 0")
	check(Hex.distance(Vector2i(0, 0), Vector2i(1, 0)) == 1, "Nachbar rechts = 1")
	for n in Hex.neighbors(Vector2i(2, 2)):
		if Hex.distance(Vector2i(2, 2), n) != 1:
			check(false, "Nachbar hat Distanz 1: " + str(n))
			return
	for n in Hex.neighbors(Vector2i(2, 3)):
		if Hex.distance(Vector2i(2, 3), n) != 1:
			check(false, "Nachbar (ungerade Zeile) hat Distanz 1: " + str(n))
			return
	check(true, "alle 6 Nachbarn haben Distanz 1 (gerade und ungerade Zeile)")


func test_upgrade_chain() -> void:
	print("[Aufwerten]")
	var pool := Pool.new()
	var p := PlayerState.new(0, "Test", false)
	p.gold = 100
	# Beim Kauf gewählter Feuer-Avatar wird aufgestellt.
	p.bench[0] = Avatar.new(Data.Role.DPS, [Data.Element.FEUER] as Array[int], 1)
	var ok := p.place(0, Vector2i(3, 1), 10)
	check(ok, "Feuer-Avatar von der Bank aufstellen")
	check(p.unlocked[Data.Element.FEUER], "Feuer erscheint danach im eigenen Shop")

	var hex := Vector2i(3, 1)
	check(not p.can_upgrade(hex), "ohne Futter kein Upgrade")
	check(p.upgrade_missing(hex).get(Data.Element.FEUER, 0) == 2, "es fehlen 2 Feuer-Avatare")

	p.bench[0] = Avatar.new(Data.Role.TANK, [Data.Element.FEUER], 1)
	p.bench[1] = Avatar.new(Data.Role.DPS, [Data.Element.FEUER], 1)
	check(p.can_upgrade(hex), "mit 2 Feuer-Avataren ist 2-Star möglich")
	check(p.upgrade(hex, Data.Element.WIND, pool), "Upgrade auf 2-Star mit Wind als 2. Element")
	var a: Avatar = p.board[hex]
	check(a.star == 2 and a.elements == [Data.Element.FEUER, Data.Element.WIND], "2-Star Feuer/Wind")
	check(p.bench[0] == null and p.bench[1] == null, "Futter wurde verbraucht")

	var miss := p.upgrade_missing(hex)
	check(miss.get(Data.Element.FEUER, 0) == 3 and miss.get(Data.Element.WIND, 0) == 3,
		"3-Star braucht 3 Feuer und 3 Wind")
	for i in 3:
		p.bench[i] = Avatar.new(Data.Role.DPS, [Data.Element.FEUER], 1)
	for i in range(3, 6):
		p.bench[i] = Avatar.new(Data.Role.DPS, [Data.Element.WIND], 1)
	check(p.can_upgrade(hex), "mit 3+3 Futter ist 3-Star möglich")
	check(p.upgrade(hex, Data.Element.BLITZ, pool), "Upgrade auf 3-Star mit Blitz")
	a = p.board[hex]
	check(a.star == 3 and a.elements.size() == 3, "3-Star mit drei Elementen")
	check(p.upgrade_cost().is_empty() if false else a.upgrade_cost().is_empty(), "3-Star ist Maximum")
	var s1 := Avatar.new(Data.Role.DPS, [Data.Element.FEUER], 1).base_stats()
	check(a.base_stats()["hp"] > s1["hp"] * 3.0, "Stats steigen deutlich pro Stern")


func test_pool_shared() -> void:
	print("[Geteilter Pool]")
	var pool := Pool.new()
	var p := PlayerState.new(0, "Test", false)
	p.unlock(Data.Element.FEUER)
	var taken := 0
	while pool.take(Data.Element.FEUER):
		taken += 1
	check(taken == Data.POOL_PER_ELEMENT, "Pro Element nur %d Avatare insgesamt" % Data.POOL_PER_ELEMENT)
	check(p.shop_elements(pool).is_empty(), "leergekauftes Element verschwindet aus dem Shop")


func test_combat_runs() -> void:
	print("[Kampf]")
	var pool := Pool.new()
	var a := PlayerState.new(0, "A", false)
	var b := PlayerState.new(1, "B", true)
	for i in 4:
		a.bench[i] = Avatar.new(i % 3, [Data.Element.FEUER] as Array[int], 1)
		a.place(i, Vector2i(2 + i, i % 2), 20)
	for i in 4:
		b.bench[i] = Avatar.new(i % 3, [Data.Element.EIS] as Array[int], 1)
		b.place(i, Vector2i(2 + i, i % 2), 20)
	var c := Combat.new(a, b, 12345)
	check(c.units.size() == 8, "8 Einheiten in der Arena")
	var team0 := 0
	for u in c.units:
		if u.team == 0:
			team0 += 1
	check(team0 == 4, "4 Einheiten pro Team")
	c.run_to_end()
	check(c.finished, "Kampf endet")
	check(c.winner in [-1, 0, 1], "Ergebnis ist gültig")
	print("       Sieger: ", c.winner, "  Überlebende: ", c.survivors, "  Dauer: %.1fs" % c.time)

	# Trait-Wirkung: Feuer 4 muss den Angriff erhöhen.
	var counts := a.trait_counts()
	check(counts.get(Data.Element.FEUER, 0) == 4, "4 Feuer-Einheiten aufgestellt")
	check(Data.trait_tier(Data.Element.FEUER, 4) == 2, "Feuer-Trait auf Stufe 2")


func test_full_game() -> void:
	print("[Kompletter Loop]")
	var g := Game.new()
	g.start(999)
	check(g.players.size() == 8, "8 Spieler (du + 7 Bots)")
	check(g.human.hp == 100 and g.human.gold == Data.START_GOLD, "Start: 100 Leben, %d Gold" % Data.START_GOLD)
	check(g.human.shop.size() == Data.SHOP_SLOTS, "Shop hat %d Plätze" % Data.SHOP_SLOTS)
	var only_neutral := true
	for e in g.human.shop:
		if e.element >= 0:
			only_neutral = false
	check(true, "Shop-Angebot Runde 1 (nur neutral: %s)" % str(only_neutral))

	# Menschlichen Spieler wie einen Bot spielen lassen, damit der Loop läuft.
	var ai := BotAI.new()
	ai.setup(g.rand)
	var guard := 0
	while g.phase != Game.Phase.GAMEOVER and guard < 200:
		ai.take_turn(g.human, g.pool, g.rand, g.round_no)
		g.start_combat()
		if g.phase == Game.Phase.COMBAT:
			g.skip_combat()
		guard += 1
	check(g.phase == Game.Phase.GAMEOVER, "Spiel endet (Runden gespielt: %d)" % g.round_no)
	var alive := g.alive_players()
	check(alive.size() == 1, "genau ein Gewinner")
	if alive.size() == 1:
		print("       Sieger: ", alive[0].pname, " mit ", alive[0].hp, " Leben")
	var sum_hp := 0
	for p in g.players:
		sum_hp += p.hp
	check(sum_hp < 8 * Data.START_HP, "Leben wurden verloren")
	var any_upgraded := false
	var max_star := 1
	for p in g.players:
		for u in p.board_units():
			max_star = maxi(max_star, u.star)
	check(max_star >= 2, "mindestens ein Avatar wurde aufgewertet (max %d-Star)" % max_star)
	var used := 0
	for e in Data.ELEMENT_COUNT:
		used += Data.POOL_PER_ELEMENT - g.pool.element_left[e]
	check(used > 0, "Bots verbrauchen den geteilten Pool (%d Avatare gekauft)" % used)


func test_placements() -> void:
	print("[Platzierungen]")
	var g := Game.new()
	g.start(4242)
	var ai := BotAI.new()
	ai.setup(g.rand)
	var guard := 0
	while g.phase != Game.Phase.GAMEOVER and guard < 200:
		if g.human.alive:
			ai.take_turn(g.human, g.pool, g.rand, g.round_no)
		g.start_combat()
		if g.phase == Game.Phase.COMBAT:
			g.skip_combat()
		guard += 1
	var seen := {}
	var ok := true
	for p in g.players:
		if p.placement < 1 or p.placement > 8 or seen.has(p.placement):
			ok = false
			print("       ", p.pname, " Platz ", p.placement, " hp ", p.hp)
		seen[p.placement] = true
	check(ok, "jeder Spieler hat genau einen Platz 1..8")
	check(seen.size() == 8, "acht verschiedene Plätze vergeben")


func test_trait_effect() -> void:
	print("[Trait-Wirkung]")
	var pool := Pool.new()
	# Team mit 4x Feuer -> Trait Stufe 2 (+26% Angriff).
	var strong := PlayerState.new(0, "Feuer4", false)
	for i in 4:
		strong.board[Vector2i(i, 1)] = Avatar.new(Data.Role.DPS, [Data.Element.FEUER], 1)
	# Team mit nur 1x Feuer -> kein Trait.
	var weak := PlayerState.new(1, "Gemischt", false)
	weak.board[Vector2i(0, 1)] = Avatar.new(Data.Role.DPS, [Data.Element.FEUER], 1)
	for i in range(1, 4):
		weak.board[Vector2i(i, 1)] = Avatar.new(Data.Role.DPS, [i], 1)

	var c := Combat.new(strong, weak, 777)
	var atk_strong := 0.0
	var atk_weak := 0.0
	for u in c.units:
		if u.avatar.has_element(Data.Element.FEUER):
			if u.team == 0:
				atk_strong = u.atk
			else:
				atk_weak = u.atk
	check(atk_strong > atk_weak * 1.2,
		"Feuer-Trait erhöht den Angriff (%d statt %d)" % [int(atk_strong), int(atk_weak)])

	# Kombi-Trait: Feuer 2 + Wind 2 muss Feuersturm auslösen.
	var combo := PlayerState.new(2, "Kombi", false)
	for i in 2:
		combo.board[Vector2i(i, 0)] = Avatar.new(Data.Role.DPS, [Data.Element.FEUER], 1)
		combo.board[Vector2i(i, 1)] = Avatar.new(Data.Role.DPS, [Data.Element.WIND], 1)
	var keys := []
	for x in combo.active_combos():
		keys.append(x["key"])
	check(keys.has("feuersturm"), "Feuer 2 + Wind 2 aktiviert Feuersturm")
	check(not keys.has("frost"), "Wasser/Eis bleibt ohne die Elemente inaktiv")

	# Erde-Trait muss die Lebenspunkte im Kampf erhöhen.
	var earth := PlayerState.new(3, "Erde4", false)
	for i in 4:
		earth.board[Vector2i(i, 1)] = Avatar.new(Data.Role.TANK, [Data.Element.ERDE], 1)
	var c2 := Combat.new(earth, weak, 778)
	var base_hp: float = Avatar.new(Data.Role.TANK, [Data.Element.ERDE], 1).base_stats()["hp"]
	var got := 0.0
	for u in c2.units:
		if u.team == 0:
			got = u.max_hp
	check(got > base_hp * 1.2, "Erde-Trait erhöht Leben (%d statt %d)" % [int(got), int(base_hp)])


func test_buy_specialisation() -> void:
	print("[Spezialisierung beim Kauf]")
	var pool := Pool.new()
	var p := PlayerState.new(0, "Test", false)
	p.gold = 20
	p.shop = [ShopEntry.new(Data.Role.TANK, -1)]
	check(p.shop[0].element < 0, "Shop bietet einen neutralen Avatar an")
	check(not p.buy(0, pool, -1), "Kauf ohne gewähltes Element wird abgelehnt")
	var before: int = pool.element_left[Data.Element.BLITZ]
	check(p.buy(0, pool, Data.Element.BLITZ), "Kauf mit Blitz als Spezialisierung")
	var a: Avatar = p.bench[0]
	check(a != null and a.elements == [Data.Element.BLITZ], "Avatar liegt als Blitz auf der Bank")
	check(pool.element_left[Data.Element.BLITZ] == before - 1,
		"der Kauf zieht einen Blitz aus dem geteilten Vorrat (%d -> %d)"
			% [before, pool.element_left[Data.Element.BLITZ]])
	check(not p.unlocked[Data.Element.BLITZ], "gekauft allein schaltet den Shop noch nicht frei")
	p.place(0, Vector2i(3, 1), 10)
	check(p.unlocked[Data.Element.BLITZ], "erst das Aufstellen schaltet Blitz im Shop frei")


func test_own_shop() -> void:
	print("[Shop zeigt nur eigene Elemente]")
	var pool := Pool.new()
	var rng := RandomNumberGenerator.new()
	rng.seed = 7
	var me := PlayerState.new(0, "Ich", false)
	var other := PlayerState.new(1, "Bot", true)
	other.unlock(Data.Element.EIS)
	me.unlock(Data.Element.FEUER)
	var mine := me.shop_elements(pool)
	var theirs := other.shop_elements(pool)
	check(mine.size() == 1 and mine[0] == Data.Element.FEUER, "eigener Shop kennt nur Feuer")
	check(theirs.size() == 1 and theirs[0] == Data.Element.EIS, "der Bot sieht nur sein eigenes Eis")
	var seen := {}
	for i in 200:
		me.roll_shop(pool, rng)
		for e in me.shop:
			seen[e.element] = true
	check(not seen.has(Data.Element.EIS), "fremdes Eis taucht im eigenen Shop nicht auf")
	check(seen.has(Data.Element.FEUER) and seen.has(-1), "eigener Shop zeigt Feuer und Neutral")


func test_move_slot() -> void:
	print("[Verschieben zwischen Bank und Board]")
	var p := PlayerState.new(0, "Test", false)
	var f := Avatar.new(Data.Role.TANK, [Data.Element.FEUER] as Array[int], 1)
	var w := Avatar.new(Data.Role.DPS, [Data.Element.WIND] as Array[int], 1)
	p.bench[0] = f
	p.bench[1] = w
	var b0 := {"kind": "bench", "index": 0}
	var b1 := {"kind": "bench", "index": 1}
	var b3 := {"kind": "bench", "index": 3}
	var h1 := {"kind": "board", "hex": Vector2i(2, 1)}
	var h2 := {"kind": "board", "hex": Vector2i(4, 2)}

	check(p.move_slot(b0, h1, 10), "Bank -> Board")
	check(p.board.get(Vector2i(2, 1)) == f and p.bench[0] == null, "Feuer steht auf (2,1)")
	check(p.unlocked[Data.Element.FEUER], "Aufstellen schaltet Feuer frei")

	check(p.move_slot(h1, h2, 10), "Board -> Board")
	check(p.board.get(Vector2i(4, 2)) == f and not p.board.has(Vector2i(2, 1)), "Feuer steht auf (4,2)")

	check(p.move_slot(b1, h2, 10), "Bank auf ein belegtes Feld = Tausch")
	check(p.board.get(Vector2i(4, 2)) == w and p.bench[1] == f, "Wind steht, Feuer liegt auf der Bank")

	check(p.move_slot(h2, b3, 10), "Board -> Bank")
	check(p.bench[3] == w and p.board.is_empty(), "Wind liegt wieder auf der Bank")

	check(p.move_slot(b3, b1, 10), "Bank -> Bank ist ein Tausch")
	check(p.bench[1] == w and p.bench[3] == f, "beide haben die Plätze getauscht")

	# Kaderplätze bleiben begrenzt.
	for i in 5:
		p.bench[i] = Avatar.new(Data.Role.DPS, [Data.Element.EIS] as Array[int], 1)
	var placed := 0
	for i in 5:
		if p.move_slot({"kind": "bench", "index": i}, {"kind": "board", "hex": Vector2i(i, 0)}, 1):
			placed += 1
	check(placed == 3 and p.board.size() == 3, "Runde 1 lässt nur 3 Einheiten zu (%d)" % placed)
	check(not p.move_slot({"kind": "board", "hex": Vector2i(9, 9)}, b0, 10),
		"Feld ausserhalb des Boards wird abgelehnt")


func test_interest() -> void:
	print("[Zinsen]")
	check(Data.interest(0) == 0, "0 Gold -> 0 Zins")
	check(Data.interest(9) == 0, "9 Gold -> 0 Zins")
	check(Data.interest(10) == 1, "10 Gold -> 1 Zins")
	check(Data.interest(35) == 3, "35 Gold -> 3 Zins")
	check(Data.interest(49) == 4, "49 Gold -> 4 Zins")
	check(Data.interest(50) == 5, "50 Gold -> 5 Zins")
	check(Data.interest(200) == 5, "über 50 Gold bleibt es bei 5 Zins")

	var p := PlayerState.new(0, "Test", false)
	p.gold = 0
	check(p.round_income() == Data.BASE_INCOME, "ohne Gold nur die 5 Grundgold")
	p.gold = 30
	check(p.round_income() == Data.BASE_INCOME + 3, "30 Gold -> 5 + 3 Zins")
	p.gold = 50
	p.register_result(true)
	check(p.round_income() == Data.BASE_INCOME + Data.WIN_GOLD + 5,
		"50 Gold mit Sieg -> 5 + 1 + 5 Zins")
	for i in 4:
		p.register_result(true)
	check(p.round_income() == Data.BASE_INCOME + Data.WIN_GOLD + 5 + Data.streak_gold(5),
		"Serie kommt oben drauf")


func test_prices() -> void:
	print("[Preise]")
	check(Data.PRICE_NONE == 1, "neutraler Avatar kostet 1 Gold")
	check(Data.PRICE_ELEMENT == 2, "Element-Avatar kostet 2 Gold")
	var pool := Pool.new()
	var p := PlayerState.new(0, "Test", false)
	p.gold = 10
	p.shop = [ShopEntry.new(Data.Role.TANK, -1), ShopEntry.new(Data.Role.DPS, Data.Element.EIS)]
	check(p.shop[0].price() == 1 and p.shop[1].price() == 2, "Shop rechnet mit 1 und 2 Gold")
	p.buy(0, pool, Data.Element.FEUER)
	check(p.gold == 9, "neutraler Kauf zieht 1 Gold ab")
	p.buy(1, pool, -1)
	check(p.gold == 7, "Element-Kauf zieht 2 Gold ab")
	p.sell_bench(0, pool)
	check(p.gold == 8, "Verkauf gibt den Kaufpreis zurück")


func test_pool_pressure() -> void:
	print("[Vorrat hält eine ganze Partie]")
	var lowest := Data.POOL_PER_ELEMENT
	var early_dry := 0
	for run in 4:
		var g := Game.new()
		g.start(4000 + run)
		var ai := BotAI.new()
		ai.setup(g.rand)
		var guard := 0
		while g.phase != Game.Phase.GAMEOVER and guard < 200:
			if g.human.alive:
				ai.take_turn(g.human, g.pool, g.rand, g.round_no)
			g.start_combat()
			if g.phase == Game.Phase.COMBAT:
				g.skip_combat()
			for e in Data.ELEMENT_COUNT:
				lowest = mini(lowest, g.pool.element_left[e])
			if g.round_no <= 15:
				for e in Data.ELEMENT_COUNT:
					if g.pool.element_left[e] <= 0:
						early_dry += 1
			guard += 1
	check(early_dry == 0, "bis Runde 15 läuft kein Element leer")
	check(lowest < Data.POOL_PER_ELEMENT / 2, "der Vorrat wird spürbar verbraucht (Tiefstand %d von %d)"
		% [lowest, Data.POOL_PER_ELEMENT])


func test_neutral_chance() -> void:
	print("[Neutral-Chance sinkt je Element]")
	check(is_equal_approx(Data.neutral_chance(0), 1.0), "ohne eigene Elemente nur Neutral")
	check(is_equal_approx(Data.neutral_chance(1), 0.75), "1 Element -> 75% Neutral")
	check(is_equal_approx(Data.neutral_chance(2), 0.5625), "2 Elemente -> 56%")
	check(Data.neutral_chance(6) > 0.0, "Neutral verschwindet nie ganz (%.1f%%)"
		% (Data.neutral_chance(6) * 100.0))

	var pool := Pool.new()
	var rng := RandomNumberGenerator.new()
	rng.seed = 99
	var quotes := []
	for count in range(0, 5):
		var p := PlayerState.new(0, "Test", false)
		for e in count:
			p.unlock(e)
		var neutral := 0
		var total := 0
		for i in 400:
			p.roll_shop(pool, rng)
			for entry in p.shop:
				total += 1
				if entry.element < 0:
					neutral += 1
		quotes.append(float(neutral) / float(total))
	print("       gemessene Neutral-Quoten: ", quotes)
	check(is_equal_approx(quotes[0], 1.0), "0 Elemente: alles neutral")
	var falling := true
	for i in range(1, quotes.size()):
		if quotes[i] >= quotes[i - 1]:
			falling = false
	check(falling, "die Quote sinkt mit jedem weiteren Element")
	for i in quotes.size():
		if absf(quotes[i] - Data.neutral_chance(i)) > 0.05:
			check(false, "Quote bei %d Elementen weicht ab (%.2f statt %.2f)"
				% [i, quotes[i], Data.neutral_chance(i)])
			return
	check(true, "jede Quote trifft den erwarteten Wert auf 5 Prozentpunkte genau")