using YLErp.BLL.Calculation.V2;

namespace UnitTestProject.Modules.SwapModule
{
    /// <summary>
    /// GreeksBumpCalculator 纯数学契约测试（先写，锁定 ε / 差分逻辑）。
    /// 不碰 DB / QDP：用已知解析导数的函数（f(x)=x²，d/dx=2x，d²/dx²=2）验证中心差分本身正确。
    /// 业务侧集成测试（真实定价路径 + 真实 FR007）见后续 ValueCalculator 薄接入落地后再补。
    /// </summary>
    [TestClass]
    public class GreeksBumpCalculatorTests
    {
        /// <summary>
        /// 一阶中心差分对 f(x)=x² 在 x=3 应精确等于 2x=6。
        /// 二次多项式的中心差分对任意 ε 都精确（截断误差为 0），因此用相对步长 0.05% 仍得 6。
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void CentralDelta_of_x2_equals_2x()
        {
            var calc = new GreeksBumpCalculator();
            Func<decimal, decimal> f = x => x * x;   // d/dx = 2x
            var delta = calc.Delta(f, 3m, BumpSpec.Relative(0.0005m));
            Assert.AreEqual(6m, delta);
        }

        /// <summary>
        /// 二阶中心差分对 f(x)=x² 在 x=3 应精确等于 2（二阶导数恒为 2）。
        /// 验证 Gamma 的二阶差分算子正确。
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void CentralGamma_of_x2_equals_2()
        {
            var calc = new GreeksBumpCalculator();
            Func<decimal, decimal> f = x => x * x;   // d²/dx² = 2
            var gamma = calc.Gamma(f, 3m, BumpSpec.Relative(0.0005m));
            Assert.AreEqual(2m, gamma);
        }

        /// <summary>
        /// 1BP 变体（Dollar Greek）对 f(x)=x² 在 x=3、bump 1bp 应等于 (3.0001)² - 3²。
        /// 验证 BumpPv1Bp 直接前向 bump 的 PV 差逻辑。
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void BumpPv1Bp_of_x2_forward()
        {
            var calc = new GreeksBumpCalculator();
            Func<decimal, decimal> f = x => x * x;
            var bumped = calc.BumpPv1Bp(f, 3m);
            Assert.AreEqual(3.0001m * 3.0001m - 3m * 3m, bumped);
        }

        /// <summary>
        /// 线性函数 f(x)=2x+1：一阶中心差分应精确等于斜率 2，二阶中心差分应精确为 0（线性无曲率）。
        /// 验证算子对"一次/零次"函数的精确性（二次之外另一种精确情形）。
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void CentralDelta_of_linear_is_slope()
        {
            var calc = new GreeksBumpCalculator();
            Func<decimal, decimal> f = x => 2m * x + 1m;   // d/dx = 2, d²/dx² = 0
            Assert.AreEqual(2m, calc.Delta(f, 5m, BumpSpec.Relative(0.0005m)));
            Assert.AreEqual(0m, calc.Gamma(f, 5m, BumpSpec.Relative(0.0005m)));
        }

        /// <summary>
        /// 三次函数 f(x)=x³：中心差分对任意 ε 不精确（仅二次及以下精确），结果逼近解析导 3x² 但有 O(ε²) 误差。
        /// 验证 Layer B 集成测试必须带容差，不能 Assert.AreEqual 死等精确值。x=2 解析导=12。
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void CentralDelta_of_cubic_is_approx_analytic_with_tolerance()
        {
            var calc = new GreeksBumpCalculator();
            Func<decimal, decimal> f = x => x * x * x;   // d/dx = 3x² = 12 at x=2
            var delta = calc.Delta(f, 2m, BumpSpec.Relative(0.0005m));
            Assert.IsTrue(Math.Abs(delta - 12m) < 0.001m, $"中心差分三次函数应有 O(ε²) 误差，实际={delta}");
        }

        /// <summary>
        /// 扭结点测试：看涨 payoff f(x)=max(x-3,0) 在行权价 x=3 处不可导。
        /// 中心差分跨扭结取到左右斜率的平均 (0+1)/2 = 0.5，说明对障碍/美式等扭结结构必须用单边差分。
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void CentralDelta_at_kink_is_average_of_one_sided()
        {
            var calc = new GreeksBumpCalculator();
            Func<decimal, decimal> f = x => x > 3m ? x - 3m : 0m;   // call payoff K=3
            var delta = calc.Delta(f, 3m, BumpSpec.Relative(0.0005m));
            Assert.AreEqual(0.5m, delta);   // 中心差分给出左右斜率平均，非真实单边 Greek
        }

        /// <summary>
        /// 边界 x=0（相对步长会触到 Floor）：f(x)=x² 在 0 处对称，Δ 应精确为 0，证明 Floor 兜底不产生噪声。
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void CentralDelta_at_zero_uses_floor_but_stays_correct()
        {
            var calc = new GreeksBumpCalculator();
            Func<decimal, decimal> f = x => x * x;
            Assert.AreEqual(0m, calc.Delta(f, 0m, BumpSpec.Relative(0.0005m)));
        }

        /// <summary>
        /// 利率量级小值 x=0.0001（1bp 量级）用相对步长：Resolve 返回 max(0.0001·0.0005, 1e-8)=5e-8，
        /// 远大于 Floor，证明利率类小量级不会被舍入噪声吞掉。f=x² 在 0.0001 解析导=2·0.0001=0.0002。
        /// </summary>
        [TestMethod]
        public void CentralDelta_of_tiny_rate_like_x_is_stable()
        {
            var calc = new GreeksBumpCalculator();
            Func<decimal, decimal> f = x => x * x;
            Assert.AreEqual(0.0002m, calc.Delta(f, 0.0001m, BumpSpec.Relative(0.0005m)));
        }
    }
}