pf1e-simulator/README.md

# pf1e-simulator

Simulateur de combat Monte Carlo déterministe pour Pathfinder 1re édition.

Le moteur joue une rencontre définie (carte + camps) un grand nombre de fois —
chaque combat est reproductible grâce à un générateur aléatoire seedé — puis
produit un rapport d'équilibrage en français : taux de victoire par camp avec
bande de confiance 3σ, nuls, rounds moyens et attrition par combattant.

Phase 0 : le moteur de combat couvre le socle des règles (initiative, attaques,
critiques, RD, états de vie, déplacement, mêlée/distance). La couche LLM
(tactiques et rédaction du rapport) n'est pas encore implémentée.

## Fonctionnalités

- Carte en grille de cases de 5 ft (1,5 m) au format YAML : couches ASCII
  `terrain`, `elevation`, `zones`, points nommés `markers`, déploiement par camp.
- Comptage des diagonales selon la règle 5-10-5, coûts de déplacement selon le
  terrain, règle des coins pour les diagonales le long des murs.
- Monstres définis en JSON (bestiaire) ; combattants déployés dans les zones de
  la carte ; ids dupliqués automatiquement désambiguïsés (`goblin`, `goblin-2`…).
- Combats déterministes : chaque run utilise un flux `SeededRng(seed + i)` ;
  même seed ⇒ mêmes combats.
- Rapport d'équilibrage en français : taux de victoire + bande 3σ
  (σ = √(p(1−p)/n)), nuls, rounds moyens, attrition moyenne par combattant
  (touches, critiques, dégâts infligés/subis).
- Interface en ligne de commande `pf1e-sim`.

## Prérequis et installation

Prérequis :

- Python ≥ 3.12
- [uv](https://docs.astral.sh/uv/) (gestionnaire de paquets et d'environnements)

Installation :

```bash
git clone <url-du-dépôt> pf1e-simulator
cd pf1e-simulator
uv sync --dev        # inclut pytest, ruff et basedpyright
```

`uv sync` seul suffit pour n'utiliser que la CLI (pas d'outillage de dev).
Vérification :

```bash
uv run pf1e-sim --help
```

## Démarrage rapide

La carte d'exemple `data/maps/sample_arena.yaml` et les monstres
`data/monsters/goblin.json` / `data/monsters/orc.json` permettent de lancer une
première simulation immédiatement. 3 gobelins (camp `players`) contre 2 orcs
(camp `monsters`), 1000 combats, seed 1 :

```bash
uv run pf1e-sim \
  --map data/maps/sample_arena.yaml \
  --side players data/monsters/goblin.json data/monsters/goblin.json data/monsters/goblin.json \
  --side monsters data/monsters/orc.json data/monsters/orc.json \
  --runs 1000 --seed 1
```

Sortie (extrait) :

```
=== Rapport d'équilibrage ===
Carte : Arène d'essai
players : 3 combatants
monsters : 2 combatants
1000 combats simulés (seed 1, plafond 100 rounds)

Victoires players : 91.4% (914) — bande 3σ : [88.7%, 94.1%]
Victoires monsters : 8.6% (86) — bande 3σ : [5.9%, 11.3%]
Nuls : 0.0% (0)
Rounds moyens : 6.0
```

## Utilisation de la CLI

```
usage: pf1e-sim [-h] --map MAP [--side NAME [FILE ...]] [--runs RUNS]
                [--seed SEED] [--round-cap ROUND_CAP]
```

| Option | Rôle | Défaut |
|---|---|---|
| `--map MAP` | Fichier YAML de la carte (obligatoire) | — |
| `--side NAME [FILE ...]` | Camp `NAME` avec un ou plusieurs JSON de monstres ; répétable pour chaque camp | — |
| `--runs RUNS` | Nombre de combats simulés | `1000` |
| `--seed SEED` | Graine du générateur aléatoire | `1` |
| `--round-cap ROUND_CAP` | Plafond de rounds par combat (au-delà, combat nul) | `100` |

Codes de sortie :

- `0` — simulation terminée, rapport imprimé.
- `2` — erreur d'utilisation ou de données (message sur stderr) : côté
  inconnu, côté de déploiement manquant, zone trop petite, fichier invalide…

Règles de construction d'une rencontre :

- Les noms de camps (`--side NAME`) doivent correspondre exactement à la
  section `deployment` de la carte, et **tous** les camps du déploiement
  doivent être fournis.
- Le même fichier monstre peut être répété pour créer plusieurs combattants
  identiques ; les ids sont désambiguïsés globalement dans l'ordre de
  déploiement (`goblin`, `goblin-2`, `goblin-3`).
- Les combattants d'un camp remplissent les cases de leur zone dans l'ordre
  (ligne, colonne). Une zone trop petite pour le nombre de combattants est une
  erreur.

## Interpréter le rapport

Pour chaque camp, le rapport donne le taux de victoire observé et une bande de
confiance à 3σ calculée en forme fermée (modèle binomial) :

- σ = √(p(1−p)/n) ; la bande est [p − 3σ, p + 3σ], bornée à [0, 1].
- Un affrontement symétrique (combattants identiques sur des zones en miroir)
  doit rester proche de 50 % ; un écart hors de la bande 3σ signale un
  déséquilibre (avantage d'initiative, géométrie, portées…).
- Une bande large indique un échantillon trop petit pour conclure — augmentez
  `--runs`.
- L'attrition moyenne par combattant indique qui participe réellement : un
  combattant à distance qui n'est jamais rejoint affiche des dégâts subis
  proches de zéro, un combattant qui meurt systématiquement affiche des dégâts
  subis supérieurs à ses PV maximum (dégâts du coup fatal inclus).
- Les nuls proviennent des combats atteignant le plafond de rounds (combattants
  immobiles, camps inaccessibles…).

Exemple vérifié — 1 gobelin (players) contre 2 orcs (monsters), 1000 runs,
seed 1 : players 22,0 %, bande 3σ [18,1 % ; 25,9 %], 0 nuls, 5,2 rounds moyens.
Sans ligne de visée depuis la zone de départ, l'archer gobelin doit contourner
le mur central avant de tirer ; mais avec l'économie d'action activée, les orcs
parcourent toute leur vitesse (30 ft) puis frappent dans le même tour — le
gobelin solitaire ne peut plus les distancer et tombe vite en mêlée sous les
2d4+4 des falchions. C'est ce déséquilibre de cadence qui penche fortement le
face-à-face à 1 contre 2 du côté des monstres.

## Formats de données

### Carte (YAML)

Chaque couche est un bloc ASCII de mêmes dimensions ; un caractère = une case
de `square_size_ft` pieds. Seule `terrain` est obligatoire.

```yaml
name: "Arène d'essai"
square_size_ft: 5

terrain: |            # couche obligatoire
  ####################
  #......######......#
  #..C...######...C..#
  #......~..~........#
  #..TT..~..~...TT...#
  #......~..~........#
  #..C............C..#
  ####################

legend:               # un caractère = un type de terrain
  "#": { type: wall, move_cost: null, blocks_los: true }  # bloque déplacement + LoS
  ".": { type: floor, move_cost: 1 }
  "T": { type: rubble, move_cost: 2 }                     # terrain difficile
  "~": { type: water, move_cost: 2 }
  "C": { type: pillar, move_cost: null, cover: true }     # bloque le pas, couvert

elevation: |          # optionnel : chiffres = hauteur (validé, pas encore appliqué)
  ....................
  ..1111..............
  ..1111..............
  ....................

zones: |              # optionnel : lettres de zone de déploiement
  ....................
  .AAAA..........BBBB.
  .AAAA..........BBBB.
  ....................

markers:              # optionnel : points nommés (validés, pas encore utilisés)
  autel: [1, 16]

deployment:           # obligatoire si zones : nom de camp -> lettre de zone
  players: A
  monsters: B
```

Valeur du `move_cost` : entier > 0 pour un terrain praticable, `null` pour un
terrain infranchissable (mur, pilier). `blocks_los` et `cover` sont appliqués
par la résolution des attaques (module `los.py`, règle des coins) : pas de
ligne d'effet ⇒ l'attaque est impossible ; couvert ⇒ bonus de +4 CA.

### Monstre (JSON)

```json
{
  "name": "Goblin",
  "level": 1,
  "size": "Small",
  "cr": "1/3",
  "xp": 135,
  "source": "Bestiary > Goblin",
  "abilities": {
    "str_score": 11, "dex_score": 15, "con_score": 12,
    "int_score": 10, "wis_score": 9, "cha_score": 6
  },
  "hp_max": 6,
  "ac": { "total": 16, "touch": 13, "flat_footed": 14 },
  "bab": 1,
  "initiative_mod": 6,
  "speed_land_ft": 30,
  "saves": { "fort": 3, "ref": 2, "will": -1 },
  "attacks": [
    {
      "name": "short sword",
      "kind": "melee",
      "attack_bonus": 2,
      "damage": [{ "formula": "1d4", "types": ["slashing"] }],
      "crit_range": 19,
      "crit_mult": 2
    },
    {
      "name": "short bow",
      "kind": "ranged",
      "attack_bonus": 4,
      "damage": [{ "formula": "1d4", "types": ["piercing"] }],
      "crit_mult": 3,
      "range_increment_ft": 60
    }
  ]
}
```

Champ `range_increment_ft` (optionnel, uniquement pour `kind: ranged`) :
incrément de portée en pieds. La pénalité de portée vaut −2 par incrément
complet au-delà du premier ; l'arme reste utilisable jusqu'à 10 incréments,
au-delà elle n'est pas sélectionnable. `damage_bonus` et `dr` sont optionnels.
Deux monstres d'exemple sont fournis : gobelin et orc.

### Fiches de personnages (PJ)

`fiches_personnages/` contient les 8 fiches de PJ au format Foundry VTT
(`pf1-sheet/v1`) ; le chargeur `loaders/foundry.py` sait les lire. Elles sont
transposées en JSON au schéma `Combatant` dans `data/pcs/` (`esha.json`,
`harvie.json`, `ierlieth.json`, `jeanne.json`, `misty.json`, `nairda.json`,
`oni.json`, `tammara.json`) et se passent directement à la CLI comme les
monstres :

```bash
uv run pf1e-sim --map data/maps/sample_arena.yaml \
  --side players data/pcs/oni.json \
  --side monsters data/pcs/tammara.json --runs 200
```

Les armes placeholder des fiches sans dégâts encodés sont omises (notées
dans `notes` le cas échéant) ; le champ `source` de chaque fichier pointe
vers la fiche Foundry d'origine.

## Règles implémentées et limites de la Phase 0

Règles modélisées :

- 1 naturel = échec automatique ; 20 naturel = touche + menace de critique.
- Critique : (dés + bonus) × multiplicateur ; la RD s'applique après
  multiplication, les types perforants annulent la RD, les dégâts plancher à 0.
- Mort quand `hp < min(-10, -CON)` ; `hp ≤ 0` = inactif.
- Initiative : triée sur (total, modificateur, ordre de liste), sans re-jet.
- Économie d'action : un tour normal donne une action standard + une action de
  mouvement (ou une action à round complet), plus swift/free/immediate. La
  politique renvoie une séquence ordonnée d'actions exécutées dans l'ordre ;
  `default_policy` renvoie `(full_attack,)` si l'ennemi est en portée, `(charge,)`
  si une ligne droite existe, `(5foot_step, full_attack)` si un seul pas
  suffit à entrer en portée, ou `(move, attack)` sinon. Les actions immédiates
  (hors-tour, consomment le prochain swift) ne sont pas encore modélisées.
- Attaques multiples par action : une arme avec `count` > 1 (« 2x Talons »)
  résout `count` balayages indépendants dans la même action ; les balayages
  restants sont perdus si la cible tombe (inconsciente ou morte) en cours de
  rafale. Attaque à outrance (action à round complet) : à BAB +6/+11/+16, des
  attaques supplémentaires à -5/-10/-15 ; les armes naturelles (`count` > 1)
  ne gagnent pas d'itératifs. Plusieurs armes naturelles en une seule attaque
  à outrance ne sont pas modélisées.
- Mêlée : allonge d'une case ; mouvement : un déplacement parcourt jusqu'à la
  vitesse du combattant en cases le long du plus court chemin réel (champ de
  coût Dijkstra depuis la cible, diagonales 5-10-5), en s'arrêtant adjacent à
  l'ennemi le plus proche — les combattants contournent les murs au lieu
  d'osciller contre eux.
- Ligne d'effet : une cible entièrement derrière un terrain `blocks_los` ne
  peut pas être attaquée — la politique se déplace jusqu'à gagner une ligne de
  visée.
- Couvert (règle des coins) : la cible gagne +4 CA sur la touche et la
  confirmation de critique ; couvert mou : une créature active entre
  l'attaquant et la cible octroie aussi +4 CA aux attaques à distance (les
  attaques de mêlée ignorent les créatures).
- Flanquement : +2 au jet d'attaque de mêlée si un allié actif (doté d'une arme
  de mêlée) menace la cible depuis la bordure ou le coin opposé. Les attaques à
  distance ignorent le flanquement ; un allié désarmé ou à distance ne compte
  pas pour le flanquement.
- Attaques d'opportunité : un combattant actif doté d'une arme de mêlée menace
  les 8 cases adjacentes. Deux déclencheurs sont modélisés : (1) quitter une
  case menacée — le mouvement est résolu pas à pas, et chaque ennemi qui menace
  la case actuelle porte une AoO avant que le mouvant ne la quitte ; (2) tirer
  avec une arme à distance depuis une case menacée — chaque ennemi menaçant
  porte une AoO avant chaque tir. Une AoO par combattant par round (piste
  `_aoo_used`, réinitialisée au début du round) ; les AoO sont toujours portées
  (PF1e permet de les décliner, le simulateur ne le fait pas). Le pas de
  placement (5 ft) ne provoque jamais d'AoO (voir ci-dessous) ; la retraite ne
  protège que la case de départ (voir ci-dessous).
- Charge : action à round complet. Le combattant se déplace en ligne droite
  (Bresenham) jusqu'à 2× sa vitesse vers la case la plus proche d'où il peut
  frapper la cible en mêlée, puis porte une seule attaque de mêlée à +2. La
  charge impose −2 CA à l'attaquant jusqu'au début de son prochain tour. La
  ligne droite doit être dégagée (pas de terrain difficile, d'obstacles ni de
  créatures) ; distance minimum 2 cases (10 ft). `default_policy` choisit la
  charge quand l'ennemi est hors de portée mais joignable en ligne droite.
- Retraite : action à round complet. Le combattant se déplace jusqu'à 2× sa
  vitesse en s'éloignant de l'ennemi le plus proche (ascension gloutonne du
  champ de coût Dijkstra depuis la menace). La case de départ n'est pas
  considérée comme menacée — aucune AoO en la quittant. Les cases
  ultérieures provoquent des AoO normalement (résolues pas à pas, comme pour
  le mouvement). `default_policy` ne choisit pas la retraite (disponible via
  une politique personnalisée).
- Pas de placement (5-foot step) : action libre qui déplace le combattant d'une
  case vers l'ennemi le plus proche sans provoquer d'AoO. Exclusivité mutuelle
  avec tout autre mouvement (move, charge, retraite) dans le même tour —
  tracked via `moved_this_turn`, réinitialisé au début du tour. `default_policy`
  choisit `(5foot_step, full_attack)` quand un seul pas suffit à entrer en
  portée.
- Distance : pénalité cumulative de −2 par incrément de portée complet au-delà
  du premier, appliquée au jet d'attaque et à la confirmation de critique ;
  l'arme ranged reste utilisable jusqu'à 10 incréments. Les armes de jet
  (5 incréments max) ne sont pas distinguées des armes à projectiles.
- Jets de sauvegarde : `resolve_save(state, save_type, dc)` — fort/ref/will.
  1 naturel = échec automatique, 20 naturel = succès automatique. Les
  modificateurs d'effets (`StatModifier` avec `target` correspondant) sont
  appliqués via `resolve_modifiers` (mêmes règles d'empilement que les
  attaques). Renvoie un `SaveResult` (success, roll, total, dc).

Non modélisé (couches `elevation`/`markers` présentes mais non appliquées
dans la résolution) :

- Manœuvres de combat.
- Effets mécaniques de hauteur/élévation.
- Tailles Large+ (2×2), allonge > 5 ft
  et actions immédiates hors-tour.

## Architecture

- `dice.py` — parseur de notation de dés (`2d4+1`) et lancer.
- `rng.py` — `SeededRng` (flux reproductible par graine) et `ScriptedRng`
  (séquence de dés scriptée pour les tests de transcripts).
- `models.py` — schémas Pydantic v2 : `Combatant`, `AbilityScores`,
  `ACProfile`, `AttackSpec`, `DamageComponent`, `Saves`, `DamageReduction`.
- `map.py` — `MapSpec`/`TerrainType`, chargement YAML et validation
  (dimensions, caractères connus, zones, déploiement, markers).
- `grid.py` — grille 5-10-5 : `distance`, `step_cost`, règle des coins
  (`diagonal_allowed`), Dijkstra `reachable` avec ou sans budget.
- `los.py` — ligne d'effet et couvert par la règle des coins : gate de ligne
  d'effet dans `weapon_for`, bonus de couvert +4 CA (terrain et couvert mou
  des créatures) dans `resolve_attack`.
- `combat.py` — `CombatEngine` déterministe : initiative, actions, résolution
  des attaques (couvert, ligne d'effet, pénalités de portée), états de vie,
  transcripts, politique par défaut.
- `effects.py` — système d'effets : `StatModifier` (modificateur de
  caractéristique avec type de bonus) et `resolve_modifiers` (application des
  règles d'empilement PF1e). Types de bonus cumulables (dodge, racial, trait,
  sans type) s'additionnent ; types non-cumulables (morale, sacré, profane,
  enhancement…) gardent la valeur la plus élevée. Les pénalités suivent les
  mêmes règles. Fondation pour sorts, conditions, dons et capacités de classe.
- `conditions.py` — conditions PF1e : `Condition` (dataclass avec
  modificateurs + flags comportementaux) et 18 conditions prédéfinies
  (shaken, sickened, fatigued, exhausted, entangled, dazzled, blinded,
  deafened, flat-footed, prone, stunned, paralyzed, nauseated, dazed,
  staggered, frightened, panicked, cowering). Les modificateurs sont intégrés
  à `resolve_attack` (attaque, dégâts, CA) et `resolve_save` (jets de
  sauvegarde) via `_stat_modifiers` qui collecte effets + conditions.
- `abilities.py` — dons et capacités : `AbilitySpec` (dataclass avec
  catégorie feat/class/racial/trait), dons passifs prédéfinis (Weapon Focus,
  Toughness, Iron Will, Great Fortitude, Lightning Reflexes, Alertness,
  Point-Blank Shot, Dodge) et don actif Power Attack (−X attaque / +2X dégâts,
  X = BAB//4 + 1, mêlée uniquement, declared as free action at turn start via
  `state.power_attack`). Les modificateurs sont collectés par
  `_stat_modifiers` avec filtrage par arme (`weapon_filter`). Le champ
  `features` de `Combatant` contient les aptitudes permanentes.
- `spells.py` — sorts : `SpellSpec` (dataclass avec niveau, école, portée,
  sauvegarde, DC de base) et types d'effets (`DamageEffect`, `ConditionEffect`,
  `HealEffect`, `BuffEffect`). Portées PF1e (personal, touch, close, medium,
  long) calculées par `spell_range_ft`. Chargeur JSON (`load_spell`,
  `load_spell_registry`) pour `data/spells/`. Le moteur intègre les sorts via
  `Action(kind="cast_spell")` et `_cast_spell` : résolution de sauvegarde,
  application des dégâts (avec RD et demi-dégâts sur sauvegarde réussie),
  conditions, soins (plafonnés à hp_max) et buffs. Le champ `spells` de
  `Combatant` contient les noms de sorts connus ; le `spell_registry` est
  passé au `CombatEngine`.
- `metrics.py` — statistiques en forme fermée : `win_rate`, `win_rate_sigma`,
  `win_rate_band` (bande 3σ bornée à [0, 1]).
- `runner.py` — `EncounterSpec`/`Side`, `build_states` (placement en zone +
  désambiguïsation des ids), `run_encounter` (un `SeededRng` par run) et
  agrégation en `EncounterReport` avec attrition par combattant.
- `cli.py` — front-end argparse `pf1e-sim`, rapport français, code de sortie 2
  en cas d'erreur.
- `loaders/` — `foundry.py` (fiches Foundry `pf1-sheet/v1`) et `monster.py`
  (JSON de monstre).

## Développement

La gate de validation complète (tests + lint + types) :

```bash
uv run pytest -q          # 336 tests
uv run ruff check src tests
uv run basedpyright src   # mode strict
```

- Ruff est configuré avec `select = ["ALL"]`, longueur de ligne 100.
- Basedpyright tourne en `typeCheckingMode = "strict"` sur `src` et `tests`.
- Le moteur est testé par des transcripts épinglés (combats 1v1 et 2v2
  scriptés) et par des assertions statistiques en forme fermée (matchup
  symétrique dans la bande 3σ).

## Feuille de route

- **Phase 1** — magie et états : sorts modélisés comme effets paramétrés,
  conditions, manœuvres de combat, dons et capacités de classe. Flanquement,
  attaques à outrance, attaques d'opportunité, charge, retraite et pas de
  placement sont déjà modélisés. Le système d'effets (`effects.py`), les
  règles d'empilement des bonus, les jets de sauvegarde (`resolve_save`), le
  système de conditions (`conditions.py`), les dons passifs et actifs
  (`abilities.py`) et les sorts (`spells.py` + base JSON `data/spells/`)
  sont en place. Extension du chargeur Foundry pour l'extraction des sorts et
  dons en cours.
- **Phase 2** — couche tactique LLM : stratégies en langage naturel traduites
  en politiques, balayage de matrices de positionnement.
- **Phase 3** — rapporteur LLM local : agrégation des statistiques et
  rédaction du rapport d'équilibrage en français.