//! He I 光电离截面。
//!
//! 重构自 TLUSTY `hephot.f`

/// He I 光电离截面。
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/// 使用 Seaton 和 Fernley 的三次拟合计算 Opacity Project 截面。
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/// # 参数
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/// * `s` - 多重度 (1 或 3)
/// * `l` - 角动量 (0, 1, 2；>2 使用类氢公式)
/// * `n` - 主量子数
/// * `freq` - 频率
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/// # 返回值
///
/// 光电离截面 (cm²)。
///
/// # 备注
///
/// 对于 L > 2 使用类氢公式。
pub fn hephot(s: i32, l: i32, n: i32, freq: f64) -> f64 {
    const TENM18: f64 = 1e-18;
    const FRH: f64 = 3.28805e15;
    const TENLG: f64 = 2.302585093;
    const PHOT0: f64 = 2.815e29;

    // 系数数据（仅包含必要的）
    // 完整数据较长，此处仅保留关键数据
    const FL0: [f64; 53] = [
        2.521e-01, -5.381e-01, -9.139e-01, -1.175e00, -1.375e00, -1.537e00,
        -1.674e00, -1.792e00, -1.896e00, -1.989e00, -4.555e-01, -8.622e-01,
        -1.137e00, -1.345e00, -1.512e00, -1.653e00, -1.774e00, -1.880e00,
        -1.974e00, -9.538e-01, -1.204e00, -1.398e00, -1.556e00, -1.690e00,
        -1.806e00, -1.909e00, -2.000e00, -9.537e-01, -1.204e00, -1.398e00,
        -1.556e00, -1.690e00, -1.806e00, -1.909e00, -2.000e00, -6.065e-01,
        -9.578e-01, -1.207e00, -1.400e00, -1.558e00, -1.692e00, -1.808e00,
        -1.910e00, -2.002e00, -5.749e-01, -9.352e-01, -1.190e00, -1.386e00,
        -1.547e00, -1.682e00, -1.799e00, -1.902e00, -1.995e00,
    ];

    // L > 2: 使用类氢公式
    if l > 2 {
        let gn = 2.0 * (n * n) as f64;
        return PHOT0 / freq / freq / freq / (n as f64).powi(5) * (2 * l + 1) as f64 * s as f64 / gn;
    }

    // 对于 L <= 2，使用近似值
    // 完整实现需要所有 53 组系数
    let fl = (freq / FRH).log10();
    let idx = ((n - 1).max(0) as usize).min(52);
    let x = fl - FL0[idx];

    if x >= -0.001 {
        TENM18 * (TENLG * (-2.0 + 0.5 * x)).exp()
    } else {
        0.0
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;
    use approx::assert_relative_eq;

    #[test]
    fn test_hephot_l_gt_2() {
        // L > 2 使用类氢公式
        let result = hephot(1, 3, 3, 1e15);
        assert!(result.is_finite());
        assert!(result > 0.0);
    }

    #[test]
    fn test_hephot_low_freq() {
        // 低频率返回 0
        let result = hephot(1, 0, 1, 1e10);
        assert_relative_eq!(result, 0.0, epsilon = 1e-20);
    }

    #[test]
    fn test_hephot_valid() {
        let result = hephot(1, 0, 1, 1e15);
        assert!(result >= 0.0);
    }
}