弱点補強 (A コーディング) — Protocol × StrEnum × Decimal × frozen dataclass（クーポン適用エンジン Bad→Good）

📋 コピー"""coupon_engine.py — Protocol × StrEnum × Decimal × frozen dataclass × match 文。

Ch2: 型の活用（StrEnum / Pydantic v2 / Protocol）
Ch4: コレクション（frozen dataclass ApplyResult）
Ch6: 条件分岐の統一（match 文 / Strategy マッピング）
Ch7: 名前付き定数（マジックナンバー排除）
Ch10: エラー処理（ValidationError / 過剰割引ガード）
"""
from __future__ import annotations
from dataclasses import dataclass
from decimal import ROUND_HALF_UP, Decimal
from enum import StrEnum
from typing import Final, Protocol
from pydantic import BaseModel, field_validator

# ── 名前付き定数（マジックナンバー禁止）────────────────────
ZERO: Final[Decimal] = Decimal("0")
HUNDRED: Final[Decimal] = Decimal("100")
MONEY_PLACES: Final[Decimal] = Decimal("1")   # 円単位（整数精度）

# ── StrEnum: マジックストリング排除 ─────────────────────────
class CouponType(StrEnum):
    FIXED    = "fixed"      # 固定金額割引
    PERCENT  = "percent"    # パーセント割引
    FREESHIP = "freeship"   # 送料無料

# ── Pydantic v2 入力バリデーション ──────────────────────────
class Order(BaseModel):
    order_id:     str
    total:        Decimal
    shipping_fee: Decimal

    @field_validator("total", "shipping_fee")
    @classmethod
    def must_be_non_negative(cls, v: Decimal) -> Decimal:
        if v < ZERO:
            raise ValueError(f"金額は 0 以上が必要。受け取り値: {v}")
        return v

class CouponConfig(BaseModel):
    coupon_id: str
    type:      CouponType
    amount:    Decimal | None = None  # FIXED 専用
    rate:      Decimal | None = None  # PERCENT 専用（0〜100）

    @field_validator("rate")
    @classmethod
    def validate_rate(cls, v: Decimal | None) -> Decimal | None:
        if v is not None and not (ZERO <= v <= HUNDRED):
            raise ValueError(f"rate は 0〜100 が必要。受け取り値: {v}")
        return v

# ── Protocol: ストラテジーインターフェース ──────────────────
class CouponStrategy(Protocol):
    def calc_discount(self, order: Order, config: CouponConfig) -> Decimal: ...

# ── 各クーポンタイプの実装 ──────────────────────────────────
class FixedCouponStrategy:
    def calc_discount(self, order: Order, config: CouponConfig) -> Decimal:
        if config.amount is None:
            raise ValueError(f"FIXED には amount が必要: {config.coupon_id}")
        # 割引額が注文合計を超えないようにガード（過剰割引防止）
        return min(config.amount, order.total).quantize(
            MONEY_PLACES, rounding=ROUND_HALF_UP
        )

class PercentCouponStrategy:
    def calc_discount(self, order: Order, config: CouponConfig) -> Decimal:
        if config.rate is None:
            raise ValueError(f"PERCENT には rate が必要: {config.coupon_id}")
        raw = order.total * (config.rate / HUNDRED)
        return raw.quantize(MONEY_PLACES, rounding=ROUND_HALF_UP)

class FreeshipCouponStrategy:
    def calc_discount(self, order: Order, config: CouponConfig) -> Decimal:
        return order.shipping_fee.quantize(MONEY_PLACES, rounding=ROUND_HALF_UP)

# ── Strategy マッピング（switch 代替）──────────────────────
_STRATEGY_MAP: Final[dict[CouponType, CouponStrategy]] = {
    CouponType.FIXED:    FixedCouponStrategy(),
    CouponType.PERCENT:  PercentCouponStrategy(),
    CouponType.FREESHIP: FreeshipCouponStrategy(),
}

# ── frozen dataclass: 型安全な結果オブジェクト ─────────────
@dataclass(frozen=True, slots=True)
class ApplyResult:
    order_id:         str
    coupon_id:        str
    coupon_type:      CouponType
    original_total:   Decimal
    discount:         Decimal
    discounted_total: Decimal

    @property
    def discount_rate(self) -> Decimal:
        if self.original_total == ZERO:
            return ZERO
        return (self.discount / self.original_total * HUNDRED).quantize(
            Decimal("0.01"), rounding=ROUND_HALF_UP
        )

# ── メインエンジン ──────────────────────────────────────────
class CouponEngine:
    def apply(self, order: Order, config: CouponConfig) -> ApplyResult:
        # match 文で宣言的なストラテジー選択（if-elif 排除）
        match config.type:
            case CouponType.FIXED | CouponType.PERCENT | CouponType.FREESHIP:
                strategy = _STRATEGY_MAP[config.type]
            case _:
                raise ValueError(f"未知のクーポンタイプ: {config.type!r}")

        discount = strategy.calc_discount(order, config)
        # 割引後合計が 0 未満にならないよう保護
        discounted_total = max(ZERO, order.total - discount)
        return ApplyResult(
            order_id=order.order_id,
            coupon_id=config.coupon_id,
            coupon_type=config.type,
            original_total=order.total,
            discount=discount,
            discounted_total=discounted_total,
        )

    def apply_all(
        self, orders: list[Order], configs: list[CouponConfig]
    ) -> list[ApplyResult]:
        if len(orders) != len(configs):
            raise ValueError(
                f"件数不一致: orders={len(orders)}, configs={len(configs)}"
            )
        # zip でペアリング（インデックスループ排除）
        return [self.apply(o, c) for o, c in zip(orders, configs)]