fast_able/

high_speed_cache.rs

// 高频数据

use crossbeam::atomic::AtomicCell;
use crate::unsafe_cell_type::U;
use std::ops::Deref;
use std::{default::Default, usize};
use chrono::NaiveTime;
use crate::fasttime::b2_time::TimeExt;
use crate::fasttime::a8_micros;
use std::iter::{IntoIterator, Iterator, ExactSizeIterator};
use std::ops::{Index, IndexMut};

pub trait CacheData: Default + Clone {
    fn time(&self) -> NaiveTime;
}

pub struct HighSpeedCache<T, const LEN: usize> {
    item: U<UnsafeData<T, LEN>>,
}

impl<T, const LEN: usize> Deref for HighSpeedCache<T, LEN> {
    type Target = UnsafeData<T, LEN>;
    fn deref(&self) -> &Self::Target {
        self.item.as_ref()
    }
}

pub struct UnsafeData<T, const LEN: usize> {
    items: [T; LEN],
    index: usize,
    defalut_val: T,
    pub count: usize,
    待补数据: AtomicCell<Option<(usize, T)>>,
}

// HighSpeedCache 引用迭代器
pub struct HighSpeedCacheIter<'a, T, const LEN: usize> {
    cache: &'a HighSpeedCache<T, LEN>,
    current_index: usize,
    items_seen: usize,
    total_items: usize,
}

// HighSpeedCache 可变引用迭代器
pub struct HighSpeedCacheIterMut<'a, T, const LEN: usize> {
    cache: &'a mut HighSpeedCache<T, LEN>,
    current_index: usize,
    items_seen: usize,
    total_items: usize,
}

// 定义一个通用的缓存迭代器特征
trait CacheIteratorCore {
    fn get_cache_count(&self) -> usize;
    fn get_cache_index(&self) -> usize;
    fn get_current_index(&self) -> usize;
    fn get_items_seen(&self) -> usize;
    fn get_total_items(&self) -> usize;
    fn increment_counters(&mut self);
    
    // 计算当前元素的实际索引
    fn calculate_actual_index<const LEN: usize>(&self) -> Option<usize> {
        if self.get_items_seen() >= self.get_total_items() {
            return None;
        }
        
        // 循环方向从最新的元素开始遍历
        let idx = if self.get_cache_count() <= LEN {
            // 未满或刚好满，从最新的元素开始
            if self.get_current_index() >= self.get_cache_count() {
                return None;
            }
            // 最新的元素索引是 index，然后依次往前
            let newest_idx = self.get_cache_index();
            if self.get_current_index() <= newest_idx {
                newest_idx - self.get_current_index()
            } else {
                // 环绕到数组的尾部
                LEN - (self.get_current_index() - newest_idx)
            }
        } else {
            // 已满且溢出，从最新的元素(当前 index)开始
            let newest_idx = self.get_cache_index();
            (newest_idx + LEN - self.get_current_index()) % LEN
        };
        
        Some(idx)
    }
    
    // 为反向迭代计算实际的索引
    fn calculate_actual_index_for_back<const LEN: usize>(&self, back_index: usize) -> Option<usize> {
        let cache_index = self.get_cache_index();
        let cache_count = self.get_cache_count();
        
        // 计算实际索引，考虑环形缓冲区
        if back_index >= self.get_total_items() {
            return None;
        }
        
        let actual_index = if cache_count <= LEN {
            // 未满或刚好满，从最旧的元素开始
            if back_index >= cache_count {
                return None; // 超过范围
            }
            
            // 最旧的元素在缓存中的位置
            let oldest_index = if cache_index + 1 >= cache_count {
                // 还没有环绕，最旧的元素在索引 0
                0
            } else {
                // 已经环绕，最旧的元素在 (cache_index + 1) % LEN
                (cache_index + 1) % LEN
            };
            
            // 从最旧的元素开始计算
            (oldest_index + back_index) % LEN
        } else {
            // 已满且溢出，从最旧的元素开始
            // 最旧的元素在 (cache_index + 1) % LEN
            (cache_index + 1 + back_index) % LEN
        };
        
        Some(actual_index)
    }
}

impl<'a, T, const LEN: usize> CacheIteratorCore for HighSpeedCacheIter<'a, T, LEN> {
    fn get_cache_count(&self) -> usize {
        self.cache.count
    }
    
    fn get_cache_index(&self) -> usize {
        self.cache.index
    }
    
    fn get_current_index(&self) -> usize {
        self.current_index
    }
    
    fn get_items_seen(&self) -> usize {
        self.items_seen
    }
    
    fn get_total_items(&self) -> usize {
        self.total_items
    }
    
    fn increment_counters(&mut self) {
        self.current_index += 1;
        self.items_seen += 1;
    }
}

// 为可变迭代器实现核心特征
impl<'a, T, const LEN: usize> CacheIteratorCore for HighSpeedCacheIterMut<'a, T, LEN> {
    fn get_cache_count(&self) -> usize {
        self.cache.count
    }
    
    fn get_cache_index(&self) -> usize {
        self.cache.index
    }
    
    fn get_current_index(&self) -> usize {
        self.current_index
    }
    
    fn get_items_seen(&self) -> usize {
        self.items_seen
    }
    
    fn get_total_items(&self) -> usize {
        self.total_items
    }
    
    fn increment_counters(&mut self) {
        self.current_index += 1;
        self.items_seen += 1;
    }
}

impl<'a, T, const LEN: usize> Iterator for HighSpeedCacheIter<'a, T, LEN> 
where
    T: CacheData,
{
    type Item = &'a T;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        if let Some(idx) = self.calculate_actual_index::<LEN>() {
            let item = &self.cache.items[idx];
            self.increment_counters();
            Some(item)
        } else {
            None
        }
    }

    fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
        let remaining = self.get_total_items() - self.get_items_seen();
        (remaining, Some(remaining))
    }
}

impl<'a, T, const LEN: usize> DoubleEndedIterator for HighSpeedCacheIter<'a, T, LEN>
where
    T: CacheData,
{
    fn next_back(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        if self.items_seen >= self.total_items {
            return None;
        }
        
        // 计算最后一个元素的索引
        let back_index = self.total_items - self.items_seen - 1;
        self.items_seen += 1;
        self.cache.get(back_index)
    }
}

// 实现可变迭代器
impl<'a, T, const LEN: usize> Iterator for HighSpeedCacheIterMut<'a, T, LEN> 
where
    T: CacheData,
{
    type Item = &'a mut T;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        if let Some(idx) = self.calculate_actual_index::<LEN>() {
            // 使用 unsafe 来获取可变引用
            // 这是安全的，因为我们保证每次返回不同的索引
            let item = unsafe {
                let items_ptr = self.cache.item_mut().items.as_mut_ptr();
                &mut *items_ptr.add(idx)
            };
            self.increment_counters();
            Some(item)
        } else {
            None
        }
    }

    fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
        let remaining = self.get_total_items() - self.get_items_seen();
        (remaining, Some(remaining))
    }
}

// 实现 ExactSizeIterator
impl<'a, T, const LEN: usize> ExactSizeIterator for HighSpeedCacheIter<'a, T, LEN>
where
    T: CacheData,
{
    fn len(&self) -> usize {
        self.get_total_items() - self.get_items_seen()
    }
}

// 实现可变迭代器的 ExactSizeIterator
impl<'a, T, const LEN: usize> ExactSizeIterator for HighSpeedCacheIterMut<'a, T, LEN>
where
    T: CacheData,
{
    fn len(&self) -> usize {
        self.get_total_items() - self.get_items_seen()
    }
}

// 实现 DoubleEndedIterator trait，支持从两端迭代
impl<'a, T, const LEN: usize> DoubleEndedIterator for HighSpeedCacheIterMut<'a, T, LEN>
where
    T: CacheData,
{
    fn next_back(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        if self.items_seen >= self.total_items {
            return None;
        }
        
        // 计算最后一个元素的索引
        let back_index = self.total_items - self.items_seen - 1;
        
        // 使用 unsafe 来获取可变引用
        // 这是安全的，因为我们保证每次返回不同的索引
        if let Some(actual_index) = self.calculate_actual_index_for_back::<LEN>(back_index) {
            let item = unsafe {
                let items_ptr = self.cache.item_mut().items.as_mut_ptr();
                &mut *items_ptr.add(actual_index)
            };
            self.items_seen += 1;
            Some(item)
        } else {
            None
        }
    }
}

// 消费型迭代器
pub struct HighSpeedCacheIntoIter<T, const LEN: usize> {
    cache: HighSpeedCache<T, LEN>,
    current_index: usize,
    items_seen: usize,
    total_items: usize,
}

// 实现迭代器核心特征
impl<T, const LEN: usize> CacheIteratorCore for HighSpeedCacheIntoIter<T, LEN> {
    fn get_cache_count(&self) -> usize {
        self.cache.count
    }
    
    fn get_cache_index(&self) -> usize {
        self.cache.index
    }
    
    fn get_current_index(&self) -> usize {
        self.current_index
    }
    
    fn get_items_seen(&self) -> usize {
        self.items_seen
    }
    
    fn get_total_items(&self) -> usize {
        self.total_items
    }
    
    fn increment_counters(&mut self) {
        self.current_index += 1;
        self.items_seen += 1;
    }
}

impl<T, const LEN: usize> Iterator for HighSpeedCacheIntoIter<T, LEN> 
where
    T: CacheData + Clone,
{
    type Item = T;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        if let Some(idx) = self.calculate_actual_index::<LEN>() {
            let item = self.cache.items[idx].clone();
            self.increment_counters();
            Some(item)
        } else {
            None
        }
    }

    fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
        let remaining = self.get_total_items() - self.get_items_seen();
        (remaining, Some(remaining))
    }
}

// 实现 ExactSizeIterator
impl<T, const LEN: usize> ExactSizeIterator for HighSpeedCacheIntoIter<T, LEN>
where
    T: CacheData + Clone,
{
    fn len(&self) -> usize {
        self.get_total_items() - self.get_items_seen()
    }
}

impl<T, const LEN: usize> HighSpeedCache<T, LEN>
where
    T: CacheData,
{
    /// 创建一个新的高速缓存，与 Vec 的 with_capacity 方法类似
    /// 注意：因为内部已经使用固定大小的数组，参数 capacity 仅用于保持 API 风格一致性
    pub fn with_capacity(_capacity: usize) -> Self {
        Self::new()
    }
    
    pub fn new() -> Self {
        // TODO: 生成 [T; LEN]
        // 当前报错: error[E0277]: the trait bound `T: std::marker::Copy` is not satisfied
        // 请在不实现 copy 的情况下, 帮我修改这里的代码, 让它编译通过
        let items: [T; LEN] = std::array::from_fn(|_i| T::default());
        let item = UnsafeData {
            items,
            index: 0,
            count: 0,
            defalut_val: T::default(),
            待补数据: AtomicCell::new(None),
        };
        Self { item: item.into() }
    }

    fn item_mut(&self) -> &mut UnsafeData<T, LEN> {
        self.item.as_mut()
    }

    /// 添加1项
    /// 请控制此方法不可并发访问
    pub fn push(&self, item_new: T) {
        let self_item = self.item_mut();
        if let Some((i, d)) = self.待补数据.swap(None) {
            self_item.items[i] = d;
        }

        if self_item.count == 0 {
            // 此时 index = 0, 对index不操作
        } else {
            self_item.index += 1;
            if self_item.index == LEN {
                self_item.index = 0;
            }
        }
        self_item.items[self.index] = item_new;
        self_item.count += 1;
    }

    /// 当前项
    pub fn current(&self) -> &T {
        if self.count == 0 {
            return &self.item.as_ref().defalut_val;
        }
        &self.items[self.index]
    }

    /// 请控制此方法不可并发访问
    pub fn clear(&self) {
        let self_item = self.item_mut();
        self_item.index = 0;
        self_item.count = 0;
        // 第1条数据要清空，并无实质数据。
        self_item.items[0] = T::default();
    }

    /// 传参：毫秒
    /// 如果找不到精确定位的数据, 则返回最新的那条数据
    pub fn find_找之前的项(&self, 毫秒数: i64, is_找不到即取最新数据: bool) -> Option<&T> {
        if self.count == 0 {
            return None;
        }
        let capacity = self.items.len();
        // 将微秒数转为 u64，但只在非负当前情况才如此
        let 微秒数 = if 毫秒数 >= 0 {
            毫秒数 as u64 * a8_micros::MICROS_PER_MILLIS
        } else {
            0
        };

        let ticks_当前项 = self.items[self.index].time().micros_of_day();
        let index_当前索引 = self.index;

        let mut find_最新 = Option::<&T>::None;
        for idx in (0..index_当前索引).rev() {
            let ticks_往前项 = self.items[idx].time().micros_of_day();
            if ticks_往前项 == 0 {
                continue;
            }
            let delta_往前微秒数 = ticks_当前项 - ticks_往前项;
            if delta_往前微秒数 > 微秒数 {
                return Some(&self.items[idx]);
            }

            // 修复: 如果找不到精确定位的数据, 则返回最新的那条数据; 从vec后面开始循环, 第一条数据就是最新的
            if is_找不到即取最新数据 {
                match &find_最新 {
                    None => {
                        find_最新 = Some(&self.items[idx]);
                    }
                    _ => (),
                }
            }
        }

        if self.count <= LEN {
            // 尚未走出一轮(填满 CAPACTIY 个项)，后面没有值
            return Some(find_最新.unwrap_or_else(|| &self.item.as_ref().defalut_val));
        }

        // 从数组后面开始找
        for idx in ((index_当前索引 + 1)..capacity).rev() {
            let item = &self.items[idx];
            let ticks_往前项 = item.time().micros_of_day();
            let delta_往前微秒数 = ticks_当前项 - ticks_往前项;
            if ticks_往前项 > 0 && delta_往前微秒数 > 微秒数 {
                return Some(item);

                // 修复: 找前封单时刚好在前一段找不到数据, 再从后面开始找, 匹配到最后一个数据, 但却拿到第一个下标的初始值
                // if idx + 1 == capacity {
                //     return &self.items[0];
                // } else {
                //     return item;
                // }
            }
        }

        return find_最新;
    }

    /// 如果十档或者前封单数据如果出现断档的情况，那么把前一个数据的时间戳改成现在数据并且减10毫秒
    /// 下次找数据时可以直接找到这一条
    // fn 向前补一个数据(&self) -> Option<T> {
    //     let idx = if self.index == 0 && self.count >= LEN {
    //         LEN - 1
    //     } else if self.index > 0 {
    //         self.index - 1
    //     } else {
    //         // index 等于零, 没有数据的情况
    //         return None;
    //     };

    //     let mut item = self.items[idx].clone();
    //     let millis = self.current().time().micros_of_day() - 10 * 1000;
    //     let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(millis);
    //     item.set_time_发生时间(time);
    //     self.待补数据.store(Some((idx, item.clone())));
    //     return Some(item);
    // }

    // pub fn find<F: Fn(&T) -> bool>(&self, f: F) -> Option<&T> {
    //     if self.count == 0 {
    //         return None;
    //     }

    //     let 当前项 = &self.items[self.index];
    //     if f(当前项) {
    //         return Some(当前项);
    //     }

    //     let index_当前索引 = self.index;
    //     for idx in (0..index_当前索引).rev() {
    //         if f(&self.items[idx]) {
    //             return Some(&self.items[idx]);
    //         }
    //     }
    //     if self.count <= LEN {
    //         // 尚未走出一轮(填满 CAPACTIY 个项)，后面没有值
    //         return None;
    //     }

    //     for idx in ((index_当前索引 + 1)..self.items.len()).rev() {
    //         if f(&self.items[idx]) {
    //             return Some(&self.items[idx]);
    //         }
    //     }
    //     None
    // }

    /// 找到范围内最大的值
    /// n: 毫秒数
    /// is_return_last: true; 两秒内最大值找不到, 即找一个最新的数据
    /// compare: 比较两个值, 返回true则使用新的值
    /// 
    /// TODO: 不要使用补数据的逻辑, 找不到数据即取一个最新的数据
    pub fn find_limit<F: Fn(&T, &T) -> bool>(
        &self,
        n: i64,
        is_return_last: bool,
        compare: F,
    ) -> T {
        let items = self.list_items(n);
        let 补一个数据 = None;

        if (items.is_empty() || items.len() == 1) && is_return_last {
            // TODO: 注释掉不存在的方法调用
            // 补一个数据 = self.向前补一个数据();
        }

        if items.is_empty() {
            return 补一个数据.unwrap_or_else(|| self.defalut_val.clone());
        }

        let mut find_v = items[0];
        for item in items.iter().skip(1) {
            if compare(&find_v, item) {
                find_v = item;
            }
        }

        if let Some(v) = &补一个数据 {
            if compare(&find_v, v) {
                find_v = v;
            }
        }

        return find_v.clone();
    }

    /// 传参：找多少个
    pub fn list_items_len(&self, mut count: usize) -> Vec<&T> {
        if self.count == 0 {
            return vec![];
        }
        let mut items = vec![];

        let 当前项 = &self.items[self.index];
        items.push(当前项);

        let index_当前索引 = self.index;
        for idx in (0..index_当前索引).rev() {
            if count == 0 {
                return items;
            }
            items.push(&self.items[idx]);
            count -= 1;
        }

        if self.count <= LEN {
            // 尚未走出一轮(填满 CAPACTIY 个项)，后面没有值
            return items;
        }

        for idx in ((index_当前索引 + 1)..self.items.len()).rev() {
            if count == 0 {
                return items;
            }
            items.push(&self.items[idx]);
            count -= 1;
        }
        items
    }

    /// 传参：毫秒
    pub fn list_items(&self, 毫秒数: i64) -> Vec<&T> {
        if self.count == 0 {
            return vec![];
        }
        let mut items = vec![];

        // 将微秒数转为 u64，但只在非负当前情况才如此
        let 微秒数 = if 毫秒数 as i64 >= 0 {
            毫秒数 as u64 * a8_micros::MICROS_PER_MILLIS
        } else {
            0
        };

        let 当前项 = &self.items[self.index];
        items.push(当前项);

        let ticks_当前项 = 当前项.time().micros_of_day();
        let index_当前索引 = self.index;
        for idx in (0..index_当前索引).rev() {
            let ticks_往前项 = self.items[idx].time().micros_of_day();
            let delta_往前微秒数 = ticks_当前项 - ticks_往前项;
            if delta_往前微秒数 > 微秒数 {
                // return items;
                break;
            }
            items.push(&self.items[idx]);
        }
        if self.count <= LEN {
            // 尚未走出一轮(填满 CAPACTIY 个项)，后面没有值
            return items;
        }

        for idx in ((index_当前索引 + 1)..self.items.len()).rev() {
            let ticks_往前项 = self.items[idx].time().micros_of_day();
            let delta_往前微秒数 = ticks_当前项 - ticks_往前项;
            if delta_往前微秒数 > 微秒数 {
                return items;
            }
            // 是不是少了这句代码? todo 志松
            items.push(&self.items[idx]);
        }
        items
    }

    // 补数据, 十档数据有可能在N秒后才有新数据, 逐笔同理, 把之前缺失的数据补上(10毫秒一个)
    /* pub fn update_补数据(&mut self, last: TimeFT) {
        let last_ticks = last.micros_of_day();

        if self.current().time().micros_of_day() + 10 >= last_ticks {
            return;
        }

        let mut 最新时间的数据 = Option::<T>::None;
        for ele in &self.items {
            match 最新时间的数据{
                Some(v) => {
                    if v.time().micros_of_day() <= ele.time().micros_of_day() {
                        最新时间的数据 = Some(ele.clone());
                    }
                },
                None => {
                    最新时间的数据 = Some(ele.clone());
                }
            }
        }

        let mut 内存_最新数据 = match 最新时间的数据 {
            Some(v) => v,
            None => return,
        };

        let mut 内存_最新数据时间 = 内存_最新数据.time().micros_of_day();

        while last_ticks > 内存_最新数据时间 + 10{
            内存_最新数据时间 += 10;
            内存_最新数据.set_接收时间(TimeFT::from_micros_day_unsafe(内存_最新数据时间));
            self.push(&内存_最新数据);
        }

    } */
}

impl<T: CacheData, const LEN: usize> Default for HighSpeedCache<T, LEN> {
    fn default() -> Self {
        Self::new()
    }
}

impl<T, const LEN: usize> HighSpeedCache<T, LEN>
where
    T: CacheData,
{
    /// 返回缓存中的元素数量
    pub fn len(&self) -> usize {
        // 返回实际可迭代的元素数量，不能超过缓存容量
        self.count.min(LEN)
    }
    
    /// 检查缓存是否为空
    pub fn is_empty(&self) -> bool {
        self.count == 0
    }
    
    /// 返回缓存的容量（最大可存储元素数）
    pub fn capacity(&self) -> usize {
        LEN
    }
    
    /// 根据索引获取元素的引用
    pub fn get(&self, index: usize) -> Option<&T> {
        if index >= self.count {
            return None;
        }
        
        // 计算实际索引，考虑环形缓冲区
        let actual_index = if self.count <= LEN {
            // 未满或刚好满，从最新的元素开始
            // 最新的元素索引是 index，然后依次往前
            if index <= self.index {
                self.index - index
            } else {
                // 环绕到数组的尾部
                LEN - (index - self.index)
            }
        } else {
            // 已满且溢出，从最新的元素开始
            (self.index + LEN - index) % LEN
        };
        
        Some(&self.item.as_ref().items[actual_index])
    }
    
    /// 获取元素的可变引用
    pub fn get_mut(&mut self, index: usize) -> Option<&mut T> {
        if index >= self.count {
            return None;
        }
        
        // 计算实际索引，考虑环形缓冲区
        let actual_index = if self.count <= LEN {
            // 未满或刚好满，从最新的元素开始
            if index >= self.count {
                return None; // 超过范围
            }
            // 最新的元素索引是 index，然后依次往前
            if index <= self.index {
                self.index - index
            } else {
                // 环绕到数组的尾部
                LEN - (index - self.index)
            }
        } else {
            // 已满且溢出，从最新的元素开始
            (self.index + LEN - index) % LEN
        };
        
        Some(&mut self.item_mut().items[actual_index])
    }
    
    /// 返回一个引用迭代器，按从最新到最旧的顺序
    pub fn iter(&self) -> HighSpeedCacheIter<T, LEN> {
        HighSpeedCacheIter {
            cache: self,
            current_index: 0,
            items_seen: 0,
            total_items: self.len(),
        }
    }
    
    /// 返回一个可变引用迭代器，按从最新到最旧的顺序
    pub fn iter_mut(&mut self) -> HighSpeedCacheIterMut<T, LEN> {
        // 先获取长度，避免后续的借用冲突
        let total = self.len();
        HighSpeedCacheIterMut {
            cache: self,
            current_index: 0,
            items_seen: 0,
            total_items: total,
        }
    }
    
    /// 转换为 Vec
    pub fn to_vec(&self) -> Vec<T> 
    where
        T: Clone,
    {
        self.iter().cloned().collect()
    }
}

// 实现 IntoIterator trait，允许在 for 循环中使用（引用）
impl<'a, T, const LEN: usize> IntoIterator for &'a HighSpeedCache<T, LEN>
where
    T: CacheData,
{
    type Item = &'a T;
    type IntoIter = HighSpeedCacheIter<'a, T, LEN>;
    
    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        self.iter()
    }
}

// 实现 IntoIterator trait，允许在 for 循环中使用（可变引用）
impl<'a, T, const LEN: usize> IntoIterator for &'a mut HighSpeedCache<T, LEN>
where
    T: CacheData,
{
    type Item = &'a mut T;
    type IntoIter = HighSpeedCacheIterMut<'a, T, LEN>;
    
    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        self.iter_mut()
    }
}

// 注意：我们不需要为 HighSpeedCacheIter 和 HighSpeedCacheIterMut 实现 IntoIterator
// 因为标准库已经为所有实现了 Iterator trait 的类型自动实现了 IntoIterator

// 实现 IntoIterator trait，允许消费型迭代
// 实现 Index trait
impl<T, const LEN: usize> Index<usize> for HighSpeedCache<T, LEN>
where
    T: CacheData,
{
    type Output = T;
    
    fn index(&self, index: usize) -> &Self::Output {
        self.get(index).expect("索引超出范围")
    }
}

// 实现 IndexMut trait
impl<T, const LEN: usize> IndexMut<usize> for HighSpeedCache<T, LEN>
where
    T: CacheData,
{
    fn index_mut(&mut self, index: usize) -> &mut Self::Output {
        self.get_mut(index).expect("索引超出范围")
    }
}

impl<T, const LEN: usize> IntoIterator for HighSpeedCache<T, LEN>
where
    T: CacheData + Clone,
{
    type Item = T;
    type IntoIter = HighSpeedCacheIntoIter<T, LEN>;
    
    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        let total = self.len();
        HighSpeedCacheIntoIter {
            cache: self,
            current_index: 0,
            items_seen: 0,
            total_items: total,
        }
    }
}

#[cfg(test)]
mod test_高频数据 {
    use chrono::NaiveTime;
    use crate::fasttime::b2_time::TimeExt;

    use super::{CacheData, HighSpeedCache};

    #[derive(Debug, Default, Clone, PartialEq, Eq)]
    struct Demo_高频数据 {
        pub time_发生时间: NaiveTime,
        pub time_接收时间: NaiveTime,
        pub val: i32,
    }

    impl CacheData for Demo_高频数据 {
        fn time(&self) -> NaiveTime {
            self.time_发生时间
        }
    }

    #[test]
    fn test_demo_高频数据() {
        let HighSpeedCache = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 1000>::new();

        // 使用固定增量代替随机数，避免依赖 rand
        let mut micros = NaiveTime::from_hmsi_friendly_unsafe(93000_000).micros_of_day();
        for val in 1..1000 {
            let time_发生时间 = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(micros);
            micros += 100; // 固定增加100微秒

            HighSpeedCache.push(Demo_高频数据 {
                time_发生时间,
                time_接收时间: time_发生时间,
                val,
            });
            _ = HighSpeedCache.find_找之前的项(30_000, false);
        }
    }
    
    #[test]
    fn test_高频数据_迭代器() {
        // 1. 测试空缓存
        let cache_empty = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 10>::new();
        assert_eq!(cache_empty.len(), 0);
        assert!(cache_empty.is_empty());
        assert_eq!(cache_empty.capacity(), 10);
        
        // 检查空缓存的迭代是否正确
        let mut iter_count = 0;
        for _ in &cache_empty {
            iter_count += 1;
        }
        assert_eq!(iter_count, 0, "空缓存不应该有任何元素可迭代");
        assert_eq!(cache_empty.get(0), None, "空缓存的get应返回None");
        
        // 2. 测试未满缓存
        let cache_partial = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 10>::new();
        let base_micros = NaiveTime::from_hmsi_friendly_unsafe(93000_000).micros_of_day();
        
        // 添加5个元素
        for val in 1..6 {
            let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (val as u64 * 100));
            cache_partial.push(Demo_高频数据 {
                time_发生时间: time,
                time_接收时间: time,
                val,
            });
        }
        
        assert_eq!(cache_partial.len(), 5);
        assert!(!cache_partial.is_empty());
        
        // 测试迭代器顺序 (从最新到最旧)
        let items: Vec<i32> = cache_partial.iter().map(|item| item.val).collect();
        assert_eq!(items, vec![5, 4, 3, 2, 1]);
        
        // 使用 rev() 返回旧元素到新的顺序
        let items_rev: Vec<i32> = cache_partial.iter().rev().map(|item| item.val).collect();
        assert_eq!(items_rev, vec![1, 2, 3, 4, 5]);
        
        // 测试get方法 - 现在是从最新到最旧
        assert_eq!(cache_partial.get(0).map(|item| item.val), Some(5)); // 索引0是最新的元素
        assert_eq!(cache_partial.get(4).map(|item| item.val), Some(1)); // 索引4是最旧的元素
        assert_eq!(cache_partial.get(5), None); // 超出范围
        
        // 测试索引器访问
        assert_eq!(cache_partial[0].val, 5);
        assert_eq!(cache_partial[4].val, 1);
        
        // 3. 测试已满并且环绕的缓存 (用一个更小的缓存容量便于测试)
        let cache_full = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 3>::new();
        
        // 添加5个元素到容量为3的缓存，导致环绕
        for val in 1..6 {
            let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (val as u64 * 100));
            cache_full.push(Demo_高频数据 {
                time_发生时间: time,
                time_接收时间: time,
                val,
            });
        }
        
        assert_eq!(cache_full.len(), 3);
        assert_eq!(cache_full.count, 5); // 内部计数应该是5，但实际长度限制为3
        
        // 检验迭代结果 - 应该只有最新的3个元素，现在是从最新到最旧
        let items_full: Vec<i32> = cache_full.iter().map(|item| item.val).collect();
        assert_eq!(items_full, vec![5, 4, 3]);
        
        // 测试 with_capacity 方法
        let cache_with_cap = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 5>::with_capacity(100);
        assert_eq!(cache_with_cap.capacity(), 5); // 容量仍然由模板参数决定
        
        // 测试to_vec方法
        let vec_items = cache_full.to_vec();
        assert_eq!(vec_items.len(), 3);
        assert_eq!(vec_items[0].val, 5);
        assert_eq!(vec_items[2].val, 3);
        
        // 4. 测试into_iter消费迭代器
        let cache_consume = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 3>::new();
        
        // 添加3个元素
        for val in 1..4 {
            let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (val as u64 * 100));
            cache_consume.push(Demo_高频数据 {
                time_发生时间: time,
                time_接收时间: time,
                val,
            });
        }
        
        // 使用into_iter消费缓存
        let consumed: Vec<Demo_高频数据> = cache_consume.into_iter().collect();
        assert_eq!(consumed.len(), 3);
        assert_eq!(consumed[0].val, 3); // 现在是从最新到最旧
        assert_eq!(consumed[2].val, 1);
        
        // 测试IndexMut，修改元素
        let mut cache_mut = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 3>::new();
        
        // 添加3个元素
        for val in 1..4 {
            let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (val as u64 * 100));
            cache_mut.push(Demo_高频数据 {
                time_发生时间: time,
                time_接收时间: time,
                val,
            });
        }
        
        // 使用索引器修改第一个元素（最新的）
        cache_mut[0].val = 100;
        assert_eq!(cache_mut[0].val, 100);
        
        // 验证ExactSizeIterator
        let cache_exact = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 5>::new();
        for val in 1..4 {
            let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (val as u64 * 100));
            cache_exact.push(Demo_高频数据 {
                time_发生时间: time,
                time_接收时间: time,
                val,
            });
        }
        
        let iter = cache_exact.iter();
        assert_eq!(iter.len(), 3);
        
        let mut iter2 = cache_exact.iter();
        iter2.next(); // 消费一个元素
        assert_eq!(iter2.len(), 2); // 长度应该减少
    }
    
    #[test]
    fn test_索引器_异常处理() {
        // 测试空缓存索引访问
        {
            let cache = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 5>::new();
            // 不使用 catch_unwind 来避免 UnwindSafe 问题
            // 而是直接检查是否为空
            assert_eq!(cache.len(), 0);
            assert!(cache.is_empty());
            // 手动验证 get 返回 None
            assert_eq!(cache.get(0), None);
        }
        
        // 填充一些数据
        let base_micros = NaiveTime::from_hmsi_friendly_unsafe(93000_000).micros_of_day();
        // 注意：这里不需要 mut，因为 push 方法接受 &self
        let cache_with_data = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 5>::new();
        for val in 1..4 {
            let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (val as u64 * 100));
            cache_with_data.push(Demo_高频数据 {
                time_发生时间: time,
                time_接收时间: time,
                val,
            });
        }
        
        // 访问有效索引
        assert_eq!(cache_with_data.get(0).map(|item| item.val), Some(3));
        assert_eq!(cache_with_data.get(1).map(|item| item.val), Some(2));
        assert_eq!(cache_with_data.get(2).map(|item| item.val), Some(1));
        
        // 访问超出范围的索引
        assert_eq!(cache_with_data.get(3), None, "超范围索引应该返回 None");
        assert_eq!(cache_with_data.get(100), None, "远超范围索引应该返回 None");
    }
    
    #[test]
    fn test_iter_mut() {
        // 创建缓存并填充数据
        let base_micros = NaiveTime::from_hmsi_friendly_unsafe(93000_000).micros_of_day();
        let mut cache = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 5>::new();
        
        // 添加5个元素
        for val in 1..6 {
            let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (val as u64 * 100));
            cache.push(Demo_高频数据 {
                time_发生时间: time,
                time_接收时间: time,
                val,
            });
        }
        
        // 使用 iter_mut 修改所有元素
        for item in cache.iter_mut() {
            let val = &mut item.val;
            *val *= 10; // 将每个元素的 val 乘以 10
        }
        
        // 验证修改是否生效
        let values: Vec<i32> = cache.iter().map(|item| item.val).collect();
        assert_eq!(values, vec![50, 40, 30, 20, 10]); // 从最新到最旧
        
        // 测试部分修改
        let mut iter = cache.iter_mut();
        if let Some(item) = iter.next() {
            item.val = 100; // 修改最新的元素
        }
        if let Some(item) = iter.next() {
            item.val = 200; // 修改第二新的元素
        }
        
        // 验证部分修改是否生效
        assert_eq!(cache[0].val, 100); // 最新的元素
        assert_eq!(cache[1].val, 200); // 第二新的元素
        assert_eq!(cache[2].val, 30);  // 其他元素保持不变
        
        // 测试 ExactSizeIterator 实现
        let mut iter_mut = cache.iter_mut();
        assert_eq!(iter_mut.len(), 5);
        iter_mut.next();
        assert_eq!(iter_mut.len(), 4);
        iter_mut.next();
        assert_eq!(iter_mut.len(), 3);
    }
    
    #[test]
    fn test_iter_rev() {
        // 创建缓存并填充数据
        let base_micros = NaiveTime::from_hmsi_friendly_unsafe(93000_000).micros_of_day();
        let cache = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 5>::new();
        
        // 添加5个元素
        for val in 1..6 {
            let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (val as u64 * 100));
            cache.push(Demo_高频数据 {
                time_发生时间: time,
                time_接收时间: time,
                val,
            });
        }
        
        // 测试 iter().rev() - 从最旧到最新
        let values: Vec<i32> = cache.iter().rev().map(|item| item.val).collect();
        assert_eq!(values, vec![1, 2, 3, 4, 5]); // 从最旧到最新
        
        // 测试 iter_mut().rev() - 从最旧到最新
        let mut cache_mut = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 5>::new();
        
        // 添加5个元素
        for val in 1..6 {
            let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (val as u64 * 100));
            cache_mut.push(Demo_高频数据 {
                time_发生时间: time,
                time_接收时间: time,
                val,
            });
        }
        
        // 使用 iter_mut().rev() 修改所有元素
        for item in cache_mut.iter_mut().rev() {
            let val = &mut item.val;
            *val *= 10; // 将每个元素的 val 乘以 10
        }
        
        // 验证修改是否生效 - 应该是从最旧到最新的顺序修改的
        let values: Vec<i32> = cache_mut.iter().map(|item| item.val).collect();
        assert_eq!(values, vec![50, 40, 30, 20, 10]); // 从最新到最旧
        
        // 测试 for 循环中使用 &mut cache 进行可变迭代
        let mut cache2 = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 3>::new();
        for val in 1..4 {
            let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (val as u64 * 100));
            cache2.push(Demo_高频数据 {
                time_发生时间: time,
                time_接收时间: time,
                val,
            });
        }
        
        // 使用 &mut 语法直接迭代并修改
        for item in &mut cache2 {
            item.val += 100;
        }
        
        // 验证修改是否生效
        assert_eq!(cache2[0].val, 103); // 最新的元素
        assert_eq!(cache2[1].val, 102); // 第二新的元素
        assert_eq!(cache2[2].val, 101); // 最旧的元素
    }
    
    #[test]
    fn test_完整迭代器行为() {
        // 创建缓存并填充数据
        let base_micros = NaiveTime::from_hmsi_friendly_unsafe(93000_000).micros_of_day();
        let mut cache = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 10>::new();
        
        // 添加元素并记录原始值
        let mut original_values = Vec::new();
        for val in 1..11 {
            let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (val as u64 * 100));
            let item = Demo_高频数据 {
                time_发生时间: time,
                time_接收时间: time,
                val,
            };
            original_values.push(item.clone());
            cache.push(item);
        }
        
        // 测试容量和长度
        assert_eq!(cache.capacity(), 10);
        assert_eq!(cache.len(), 10);
        assert!(!cache.is_empty());
        
        // 1. 测试正向迭代器完整性 - 从最新到最旧
        let mut iter_values = Vec::new();
        for item in &cache {
            iter_values.push(item.val);
        }
        // 验证顺序是否正确（从最新到最旧）
        assert_eq!(iter_values, vec![10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]);
        
        // 2. 测试反向迭代器完整性 - 从最旧到最新
        let mut rev_iter_values = Vec::new();
        for item in cache.iter().rev() {
            rev_iter_values.push(item.val);
        }
        // 验证顺序是否正确（从最旧到最新）
        assert_eq!(rev_iter_values, vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]);
        
        // 3. 测试可变迭代器完整性 - 从最新到最旧
        let mut modified_values = Vec::new();
        for item in cache.iter_mut() {
            item.val *= 2; // 将每个值翻倍
            modified_values.push(item.val);
        }
        // 验证顺序和修改是否正确
        assert_eq!(modified_values, vec![20, 18, 16, 14, 12, 10, 8, 6, 4, 2]);
        
        // 4. 测试可变反向迭代器完整性 - 从最旧到最新
        let mut rev_modified_values = Vec::new();
        for item in cache.iter_mut().rev() {
            item.val += 5; // 每个值加 5
            rev_modified_values.push(item.val);
        }
        // 验证顺序和修改是否正确
        assert_eq!(rev_modified_values, vec![25, 23, 21, 19, 17, 15, 13, 11, 9, 7]);
        
        // 5. 测试索引器访问
        for i in 0..cache.len() {
            // 验证索引器访问的值与迭代器一致
            assert_eq!(cache[i].val, 25 - i as i32 * 2);
        }
        
        // 6. 测试越界处理
        assert!(cache.get(cache.len()).is_none());
        assert!(cache.get(100).is_none());
        
        // 7. 测试环形缓冲区的覆盖行为
        // 添加新元素覆盖最旧的元素
        let new_val = 100;
        let time = NaiveTime::from_micros_day_unsafe(base_micros + (new_val as u64 * 100));
        cache.push(Demo_高频数据 {
            time_发生时间: time,
            time_接收时间: time,
            val: new_val,
        });
        
        // 验证最新元素是否正确
        assert_eq!(cache[0].val, new_val);
        
        // 验证最旧的元素已被覆盖
        let values: Vec<i32> = cache.iter().map(|item| item.val).collect();
        assert_eq!(values.len(), 10); // 长度不变
        assert_eq!(values[0], new_val); // 最新的是新添加的
        assert_eq!(values[9], 9); // 最旧的元素已经不是 1 了
        
        // 8. 测试 ExactSizeIterator 实现
        let mut iter = cache.iter();
        assert_eq!(iter.len(), 10);
        iter.next();
        assert_eq!(iter.len(), 9);
        
        // 9. 测试空缓存的迭代器行为
        let empty_cache = HighSpeedCache::<Demo_高频数据, 5>::new();
        assert_eq!(empty_cache.len(), 0);
        assert!(empty_cache.is_empty());
        assert_eq!(empty_cache.iter().count(), 0);
        assert_eq!(empty_cache.iter().rev().count(), 0);
    }
}