# 后端接口版本与定义规范 v1

本文统一说明 SystemSimulationApp 后端的接口边界、版本编号和事实来源。规范版本为
`1.0.0`。这个编号只表示本文档自身的修订版本，不等同于 HTTP API、System XML、
组件目录或单个模型的版本。

## 1. 当前版本基线

后端没有一个可以替代所有子版本的“总版本号”。调用方必须按所使用的数据合同读取
对应版本：

| 版本轴 | 当前值 | 作用范围 | 机器可读事实来源 |
| --- | --- | --- | --- |
| HTTP API | 未版本化 | `/api/...` 路由、请求和响应 | `app/main.py`、FastAPI OpenAPI |
| 后端应用发布版本 | 未定义 | 整个后端部署产物 | 当前没有包元数据或运行时常量 |
| 组件目录 Schema | `1` | `GET /api/components/catalog` | `schemas/component-catalog-v1.schema.json` |
| System XML Schema | `3` | XML 校验、编译和仿真输入 | `schemas/system-simulation-v3.xsd` |
| 组件库版本 | 各库独立 | 一个组件库的发布边界 | 各库 `library.py` 的 `version` |
| 模型合同版本 | 各模型独立 | 单个 `MODEL_TYPE` 的物理和数据合同 | 模型类的 `MODEL_VERSION` |
| ReactFlow 工程 JSON | `1` | 编辑器存档 | `projectSchemaVersion`、`ReactFlowProjectPayload` 和前端读取代码 |
| 结果文件格式 | `1` | 前端导入、导出的结果快照 | `SimulationResultsView.tsx` |

因此，`schemaVersion=3` 只能说明文件是 System XML v3，不能说明“后端 API 是
v3”；`MODEL_VERSION=0.2.0` 也只描述对应模型合同。

FastAPI 自动生成的 OpenAPI 当前可能显示默认 `info.version=0.1.0`；后端没有显式
声明这个值，因此它不是正式 API 或应用发布版本。

## 2. 事实来源和优先级

接口定义冲突时，按以下优先级处理：

1. 可执行代码和机器可读 Schema；
2. 自动化合同测试；
3. 当前版本规范文档；
4. 示例、调研记录和历史说明。

各类合同的唯一事实来源如下：

| 合同 | 唯一事实来源 |
| --- | --- |
| 公开模型类型和版本 | 模型类的 `MODEL_TYPE`、`MODEL_VERSION` |
| 端口物理合同 | 模型类的 `PORTS` 和 `app/simulation/core/ports.py` |
| 参数、结果及单位 | 模型类的 `PARAMETERS`、`RESULT_VARIABLES` |
| 组件库及分类 | 各库 `library.py` |
| 组件目录 JSON | `build_component_catalog()` 与目录 JSON Schema |
| System XML | v3 XSD、`app/system_xml.py` |
| 网络最终连接检查 | `SimulationNetwork.connect()` |
| HTTP 路由和请求模型 | `app/main.py` |

前端兜底目录、画布布局和示例 XML 不能反向定义后端物理合同。

## 3. 组件接口合同

每个公开组件必须显式声明：

```python
MODEL_TYPE = "example_component"
MODEL_VERSION = "1.0.0"
PORTS = (...)
PARAMETERS = (...)
RESULT_VARIABLES = (...)
DISPLAY = ...
```

并提供统一的 `create()` 入口。各字段含义如下：

- `MODEL_TYPE` 是工程、XML、目录和结果元数据共同使用的稳定机器标识；
- `MODEL_VERSION` 使用 `主版本.次版本.修订版本`；
- `PORTS` 定义端口名称、种类、物理域、名义角色、变量和连接规则；
- `PARAMETERS` 定义 SI 单位、默认值、范围和离散选项；
- `RESULT_VARIABLES` 定义结构化结果元数据；
- `DISPLAY` 只定义前端展示，不得成为物理方程的隐式输入。

物理流变量统一以进入组件为正。物理连接的两个端点无方向；信号方向由注册端口的
`output/input` 合同决定。

## 4. 组件目录接口

`GET /api/components/catalog` 返回组件库、分类和模型合同。响应顶层必须为：

```json
{
  "schemaVersion": 1,
  "libraries": []
}
```

目录结构由 `schemas/component-catalog-v1.schema.json` 约束。库必须携带
`version`，模型必须携带 `modelVersion`。目录 Schema 的整数版本只描述目录 JSON
结构；库和模型版本仍分别使用三段式版本号。

当前三段版本只接受 `数字.数字.数字`，不接受 prerelease 或 build metadata，不能直接
等同于完整 SemVer 实现。目录 Schema 对对象使用 `additionalProperties=false`，因此
新增字段也必须先评估严格消费者，不能只因字段可选就默认兼容。

目录响应是前端生成组件面板、参数编辑器和端口快照的来源。修改响应结构时必须同时
更新 JSON Schema、前端解析和合同测试。

## 5. System XML v3

System XML v3 是当前唯一支持的 XML 求解输入。根元素固定使用：

```xml
<System schemaVersion="3" unitSystem="SI">
```

每个组件必须包含 `id`、`type`、`modelVersion` 和完整 SI 参数；连接只包含两个
`Endpoint(component, port)`。端口合同由 `type + port` 从注册表恢复，XML 不保存
端口快照和画布布局。

`modelVersion` 必须与当前注册模型完全一致。版本不一致时返回
`COMPONENT_MODEL_VERSION_MISMATCH`，不会静默使用当前模型解释旧输入。完整结构见
`docs/system-xml-v3.md` 和 `schemas/system-simulation-v3.xsd`。

## 6. HTTP API

FastAPI 当前直接注册未版本化的 `/api/...` 路由，没有 `/api/v1` 命名空间，也没有
运行时 `apiVersion`。主要业务接口如下：

| 方法与路径 | 请求合同 | 响应合同 |
| --- | --- | --- |
| `GET /api/components/catalog` | 无 | 组件目录 JSON v1 |
| `GET /api/reactflow/projects` | 无 | 已保存工程摘要列表 |
| `GET /api/reactflow/projects/{id}` | 工程 ID | 严格校验后的工程 JSON v1 |
| `POST /api/reactflow/projects/{id}` | `ReactFlowProjectPayload` | 保存摘要 |
| `POST /api/reactflow/system-xml` | `ReactFlowProjectPayload` | `application/xml`，System XML v3 |
| `POST /api/reactflow/compile-model` | `ReactFlowProjectPayload` | 编译网络 JSON |
| `POST /api/system-xml/validate` | 原始 XML v3 | 三层校验报告 |
| `POST /api/system-xml/parse` | 原始 XML v3 | 规范化执行模型 |
| `POST /api/system-xml/compile-model` | 原始 XML v3 | 校验报告、设置和网络 |
| `POST /api/system-xml/simulate` | 原始 XML v3 | 同步仿真结果 |
| `POST /api/system-xml/simulate-stream` | 原始 XML v3 | `application/x-ndjson` 事件流 |
| `GET /api/system-xml/simulations/{id}` | 路径 ID | 任务快照 |
| `POST /api/system-xml/simulations/{id}/cancel` | 取消原因 JSON | 取消受理状态 |
| `POST /api/simulation-results/csv` | 结构化结果 JSON | UTF-8 CSV 附件 |

两个固定算例接口 `simulate-testmodel` 和 `simulate-test-mql` 仍属于测试/基线能力，不能
视为任意拓扑仿真合同。

FastAPI 会生成 `/openapi.json`、`/docs` 和 `/redoc`。Pydantic JSON 请求体能够进入
OpenAPI，但当前多数 JSON 响应仍以 `dict[str, object]` 构造，XML、CSV 和 NDJSON
也使用原始响应类型。因此 OpenAPI 目前不是完整的响应合同；代码、Schema 和合同测试
仍是必要依据。

## 7. 数据命名、单位和错误

- XML 属性和目录 JSON 主要使用 `camelCase`；
- ReactFlow 仿真设置保留现有 `t_start/t_stop/step/max_step` 名称；
- 不允许调用方自行猜测或转换字段命名；
- XML 和求解参数统一使用 SI 基准值；
- 实例 ID 和机器标识必须稳定，显示名称不能代替机器标识。

System XML 校验问题统一包含：

```json
{
  "severity": "error",
  "layer": "semantic",
  "code": "ENDPOINT_PORT_UNKNOWN",
  "message": "...",
  "path": "...",
  "line": 1
}
```

其中 `severity/layer/code/message` 是核心字段，`path/line` 可选。同步 HTTP 错误目前既
可能是 FastAPI 字符串 `detail`，也可能是带 `message/issues/diagnostics` 的结构化
`detail`；流式接口则使用 `event=error` 的 NDJSON 事件。统一错误响应模型尚未实现，
调用方必须同时处理这三种现有形状。

## 8. 版本变更规则

### 8.1 模型和组件库

- 修订版本：修复实现，不改变输入、端口和结果合同；
- 次版本：向后兼容地增加有默认值的参数、结果或能力；
- 主版本：删除或改名端口/参数，或者改变既有物理语义。

修改 `MODEL_TYPE` 视为新模型，不得用原标识承载不兼容合同。

以上版本含义用于分类变更影响；当前 System XML v3 对 `modelVersion` 执行完整字符串
精确匹配。因此即使只是修订或次版本变化，旧 XML 也会被拒绝，不能把“向后兼容”
理解成解析器会自动接受旧版本。

### 8.2 目录和 XML Schema

- 兼容澄清不改变 Schema 版本；
- 新增可选字段前必须验证旧消费者行为；
- 删除字段、改名或改变既有语义必须提高 Schema 版本；
- Schema、解析器、导出器、文档和合同测试必须在同一修改中更新。

### 8.3 HTTP API

当前 HTTP API 未版本化，因此不得在原路径上直接发布破坏性变更。需要破坏现有请求
或响应合同前，应先单独设计 API 版本命名空间、兼容周期和下线规则；该机制不在本文
本次整理范围内。

## 9. 旧版本和迁移边界

当前后端只接受 System XML v3：

- 不按 `schemaVersion` 自动选择 v1/v2 解析器；
- 不提供 v1/v2 到 v3 的自动迁移器；
- 不对不匹配的 `modelVersion` 做自动升级；
- 旧版本值只用于验证“不受支持输入应被拒绝”的边界测试。

ReactFlow 工程 JSON 只接受 `projectSchemaVersion: 1` 的当前结构，每个节点必须保存
目录给出的 `modelVersion`。执行、编译和 XML 导出前会再次核对节点版本；缺失或不匹配
时明确拒绝，不能先补当前默认参数再冒充当前模型。字符串端口、缺失连接 Handle 或
已经删除的兼容标记也不会被猜测、补齐或迁移；以后确有升级需求时再为新的工程版本
单独设计迁移器。

MECMAS21 的 `useFriction`、`strib` 等 AMESim 选项统一使用目录声明的原生编码：
`1` 表示“否/禁用”，`2` 表示“是/启用”。工程 JSON v1、组件目录、System XML v3
和模型构造器不再接受或自动换算旧的 `0/1` 编码，也不再使用
`amesimParameterEncodingVersion` 触发猜测式转换。

## 10. 接口修改完成条件

任何接口合同变更至少应同时完成：

1. 更新唯一事实来源；
2. 根据兼容性决定是否提高对应版本；
3. 更新机器可读 Schema；
4. 更新当前规范和示例；
5. 增加请求、响应、拒绝边界和前后端联调测试；
6. 明确说明未实现的兼容或迁移能力。