package com.xcong.excoin.modules.okxNewPrice.indicator.macdAndMatrategy;

import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;
import java.util.List;

/**
 * 波动率指标实现类
 * 
 * 波动率是衡量价格波动程度的技术指标，反映市场的活跃度和风险水平。
 * 本类通过计算价格的标准差来衡量波动率，使用高精度BigDecimal计算避免精度损失。
 * 
 * 【核心功能】
 * 1. 计算指定周期内价格的波动率（标准差）
 * 2. 使用牛顿迭代法实现BigDecimal的平方根计算，确保金融计算的高精度要求
 * 3. 提供获取最新计算结果的接口
 * 
 * 【使用场景】
 * - 在MACD+MA策略中，用于过滤低波动率的市场环境（波动率<1%时跳过交易）
 * - 适用于各种时间周期的价格数据，通常使用20日或30日周期
 * 【注意事项】
 * - 波动率指标对市场流动性和交易活跃度敏感
 * - 低波动率可能预示着市场趋势即将发生变化
 */
public class Volatility {
    /**
     * 波动率计算的周期
     */
    private final int period;
    
    /**
     * 最新计算的波动率值
     */
    private BigDecimal volatility = BigDecimal.ZERO;

    /**
     * 构造方法
     * 
     * @param period 波动率计算的周期
     */
    public Volatility(int period) {
        this.period = period;
    }

    /**
     * 计算波动率
     * 
     * @param prices 历史价格数据列表
     */
    public void calculate(List<BigDecimal> prices) {
        // 如果价格数据不足计算周期，不进行计算
        if (prices.size() < period) {
            return;
        }

        BigDecimal sum = BigDecimal.ZERO;
        BigDecimal avg = calculateAverage(prices); // 计算平均价格
        
        // 计算每个价格与平均价格的偏差平方和
        for (int i = prices.size()-period; i < prices.size(); i++) {
            BigDecimal dev = prices.get(i).subtract(avg);
            sum = sum.add(dev.pow(2));
        }
        
        // 计算方差，保留8位小数
        BigDecimal variance = sum.divide(new BigDecimal(period), 8, RoundingMode.HALF_UP);
        
        // 计算标准差（波动率），使用牛顿迭代法确保高精度
        volatility = sqrt(variance, 8);
    }

    /**
     * 计算价格平均值
     * 
     * @param prices 历史价格数据列表
     * @return 平均价格
     */
    private BigDecimal calculateAverage(List<BigDecimal> prices) {
        BigDecimal sum = BigDecimal.ZERO;
        for (int i = prices.size()-period; i < prices.size(); i++) {
            sum = sum.add(prices.get(i));
        }
        return sum.divide(new BigDecimal(period), 8, RoundingMode.HALF_UP);
    }

    /**
     * 计算BigDecimal的平方根（牛顿迭代法）
     * 
     * @param value 要计算平方根的数值
     * @param scale 结果的精度（小数位数）
     * @return 平方根结果
     */
    private BigDecimal sqrt(BigDecimal value, int scale) {
        // 负数没有实数平方根，返回0
        if (value.compareTo(BigDecimal.ZERO) < 0) {
            return BigDecimal.ZERO;
        }
        
        // 使用牛顿迭代法计算平方根
        BigDecimal x = value.divide(new BigDecimal(2), scale, RoundingMode.HALF_UP); // 初始猜测值
        BigDecimal prev;
        
        do {
            prev = x;
            // 牛顿迭代公式：x(n+1) = (x(n) + value/x(n))/2
            x = x.add(value.divide(x, scale, RoundingMode.HALF_UP)).divide(new BigDecimal(2), scale, RoundingMode.HALF_UP);
        } while (x.subtract(prev).abs().compareTo(BigDecimal.ONE.movePointLeft(scale)) > 0); // 直到满足精度要求
        
        return x;
    }

    /**
     * 获取最新的波动率计算结果
     * 
     * @return 波动率值
     */
    public BigDecimal getValue() {
        return volatility;
    }
}