# Python 3.9.2

import numpy as np
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.ticker import FormatStrFormatter

from est_tarife import ESt
from est_freibetraege import KFB
from kindergeld import kindergeld_pro_jahr as Kg

import locale
# Umstellung auf Deutsch:
locale.setlocale(locale.LC_ALL, 'de_DE.utf8')

# generelle Schrift
font = {'family': 'sans serif',
        'weight': 'normal',
        'style':  'normal',
        'size':   '12'}
mpl.rc('font', **font)
# x/y-Achsen
mpl.rc('xtick', labelsize=14)
mpl.rc('ytick', labelsize=14)

#Steuerersparnis durch Kinderfreibetrag
def EStDiff(zve, vh, n, jahr):
    kfb = n * KFB[jahr]
    ESt0 = ESt(zve, vh, jahr)
    EStK = ESt(zve - kfb, vh, jahr)
    return ESt0 - EStK
  
def Huellkurve(zve, vh, n, jahr):
    ediff = EStDiff(zve, vh, n, jahr)
    kgeld = Kg(n, jahr)
    if ediff > kgeld:
        return ediff
    else:
        return kgeld
    
def Grenzwert(zve, vh, n, jahr):
    while Kg(n, jahr)  >= EStDiff(zve, vh, n, jahr):
        zve += 1
    print("Grenzwert", jahr, "n =", n, zve)
    return zve

def plot_kurven(ax, x, vh):
    for n in [3,2,1]:
        ax.plot(x, [EStDiff(zve, vh, n, jahr)    for zve in x], '--', label='', c=farbe[n-1], lw=1.0)
        ax.plot(x, [Kg(n, jahr)                  for zve in x], '--', label='', c=farbe[n-1], lw=1.0)
        ax.plot(x, [Huellkurve(zve, vh, n, jahr) for zve in x], '-',  label=KinderText[n-1],     c=farbe[n-1], lw=2.5)

def set_pfeile(ax, zve_anf, vh, jahr):
    #Pfeile
    spw = 300
    sph = 150
    for n in [1,2,3]:
        y0 = Kg(n, jahr)
        x0 = Grenzwert(zve_anf, vh, n, jahr)
        ax.arrow(x0,y0,0,-y0+sph, head_width=spw, head_length=sph, fc=farbe[n-1], ec=farbe[n-1], lw=0.25)

#Arrays für Plot-Schleife
KinderText = ['1 Kind', '2 Kinder', '3 Kinder']
farbe      = ['red', 'blue', 'green']

def plot_kindergeld_freibetrag(jahr):
    samples = 1000
    xmin  = 0; xmax  = 160000
    y1min = 0; y1max = 12000
    y2min = 0; y2max = 12000

    x = np.arange(xmin, xmax, xmax/samples)

    fig = plt.figure(figsize=(14.0, 14.0), dpi=75)

    fig.suptitle(f'Kindergeld im Vergleich zur\nSteuerersparnis durch Kinderfreibeträge {jahr}', fontsize=24, fontweight='bold')

    ax1 = fig.add_subplot(211) #ZeilenSpaltenPos
    ax1.set_title('Splittingtarif', horizontalalignment='center', x=(5.0/15), y=0.9, fontsize=18, fontweight='bold')

    ax0 = fig.add_subplot(212) #ZeilenSpaltenPos
    ax0.set_title('Grundtarif',     horizontalalignment='center', x=(3.0/15), y=0.9, fontsize=18, fontweight='bold')

    print("plotting 1... Ehepaar")
    plot_kurven(ax1, x, 1)
    ax1.legend(loc='lower right', fontsize=14)

    print("plotting 2... Alleinerziehend")
    plot_kurven(ax0, x, 0)
    ax0.legend(loc='lower right', fontsize=14)
    
    ax0.set_xlabel('Jährlich zu versteuerndes Einkommen (Euro)', fontsize=18, fontweight='bold', labelpad=10)
    
    set_texte(ax1, 159000, 1, jahr)
    set_texte(ax0, 100000, 0, jahr)
    
    set_pfeile(ax1, 69000, 1, jahr)
    set_pfeile(ax0, 36000, 0, jahr)

    basis_settings(ax1, xmin,xmax, y1min,y1max)
    basis_settings(ax0, xmin,xmax, y2min,y2max)


    ax0.text(-9000,-1300, f'CC BY-SA 4.0, Udo Brechtel, {jahr}', fontsize=8, fontweight='normal', color='black')

    plt.tight_layout()
    plt.subplots_adjust(top=0.9)

    plt.savefig(f"bilder/Kindergeld im Vergleich zur Steuerersparnis durch Kinderfreibeträge {jahr}.svg")

def set_texte(ax, zve, vh, jahr):
    dx1, dy1 = 1300, 300
    for n in [1,2,3]:
        kgeld = Kg(n, jahr)
        maxDiff = EStDiff(zve, vh, n, jahr)
        maxDiffText = "Steuerersparnis\n = {0:5.0f} €".format(maxDiff)
        kGeldText = "Kindergeld\n = {0:6.0f} €".format(kgeld)
        ax.text(zve, maxDiff+dy1, maxDiffText, color='black', horizontalalignment='right', fontsize=14, style='italic',
            bbox=dict(facecolor='white', alpha=1.0, edgecolor=farbe[n-1], boxstyle='round,pad=0.3'))
        ax.text(dx1, kgeld+dy1, kGeldText, color='black', horizontalalignment='left', fontsize=14, style='italic',
            bbox=dict(facecolor='white', alpha=1.0, edgecolor=farbe[n-1], boxstyle='round,pad=0.3'))
        print(zve, vh, n, jahr, kGeldText, maxDiffText)

def basis_settings(ax, x0,x1, y0,y1):
    ax.yaxis.set_tick_params(which='both', direction='out', pad=5) #, width=2, colors='black')
    ax.xaxis.set_tick_params(which='both', direction='out', pad=5)
    Euroformat = FormatStrFormatter('%g €')
    ax.xaxis.set_major_formatter(Euroformat)
    ax.yaxis.set_major_formatter(Euroformat)
    ax.grid(b=True, which='major', color='gray', lw=0.4, linestyle='-', alpha=0.6)
    ax.grid(b=True, which='minor', color='gray', lw=0.2, linestyle='-', alpha=0.5)
    ax.minorticks_on()
    ax.yaxis.tick_left()
    ax.xaxis.tick_bottom()
    ax.grid(b=True, which='major', color='gray', lw=0.4, linestyle='-', alpha=0.6)
    ax.grid(b=True, which='minor', color='gray', lw=0.2, linestyle='-', alpha=0.5)
    ax.set_xlim(x0,x1)
    ax.set_ylim(y0,y1)

# RUN:
jahr = 2022
plot_kindergeld_freibetrag(jahr)