# Step 15: AnalysisState

## 담당 역할과 필수 스킬

- 담당 역할: `implementation-agent`
- 필수 스킬: `fesa-cpp-msvc-tdd`
- 모든 C++ build/test와 최종 VERIFY는 MSVC x64 Debug 기준으로 수행한다.

## 읽어야 할 파일

- `/AGENTS.md`
- `/docs/ARCHITECTURE.md`
- `/docs/ADR.md`
- `/docs/requirements/linear-static-3d-euler-beam.md`
- `/docs/io-definitions/linear-static-3d-euler-beam-io.md`
- `/docs/implementation-plans/linear-static-3d-euler-beam.md`
- `/include/fesa/math/vector.hpp`
- `/include/fesa/analysis/analysis_model.hpp`
- `/include/fesa/fem/dof_manager.hpp`
- `/src/fesa/fem/dof_manager.cpp`

## 소유 파일

- Create: `/include/fesa/results/result_records.hpp`
- Create: `/include/fesa/analysis/analysis_state.hpp`
- Create: `/src/fesa/analysis/analysis_state.cpp`
- Create: `/tests/unit/results/result_records_test.cpp`
- Create: `/tests/unit/analysis/analysis_state_test.cpp`
- Modify: `/src/fesa/CMakeLists.txt`
- Modify: `/tests/CMakeLists.txt`

## 작업

V0에서 실제 할당하는 mutable analysis quantities와 output row identity를 소유하는
`AnalysisState`를 위 exact paths에 구현하라. 최소 계약은 다음 의미를 가진다.

```cpp
struct StepFrameIdentity { std::string stepName; std::size_t frameIndex; };
struct EndpointResultRow { EntityIndex element; int endpoint; SourceEntityId node;
                           std::array<double, 6> endAction;
                           std::array<double, 4> sectionResultant; };
struct GaussResultRow { EntityIndex element; int gaussPoint;
                        std::array<double, 4> generalizedStrain;
                        std::array<double, 4> generalizedResultant; };
struct StressS11Row { EntityIndex element; int gaussPoint; std::size_t sectionPoint;
                      double x1; double x2; double s11; std::string source; };
class AnalysisState {
public:
    static AnalysisState create(const DofManager& dofs, StepFrameIdentity identity);
    Vector& displacement() noexcept;
    Vector& externalForce() noexcept;
    Vector& internalForce() noexcept;
    Vector& residual() noexcept;
    Vector& reaction() noexcept;
    // const overloads and owned element-recovery row accessors
};
```

각 full vector 크기는 `fullDofCount()`이고 zero-initialized다. Reaction은 constrained value를
동일 full-index space에 두며 free component는 residual sanity에 사용할 수 있어야 한다.
Endpoint/Gauss/stress row는 stable element/point order로 저장한다. Velocity, acceleration,
temperature, iteration history, nonlinear state storage를 만들지 않는다.

Tests는 allocation/zero initialization, independent ownership, step/frame identity, row ordering,
copy/move policy, forbidden-state API 부재 review를 포함하고 `AnalysisState` regex로 등록한다.

## Acceptance Criteria

```powershell
cmake --build .harness/build --config Debug --target fesa_tests
ctest --test-dir .harness/build -C Debug -R AnalysisState --output-on-failure
```

RED 후 GREEN/VERIFY:

```powershell
cmake -S . -B .harness/build -A x64 `
  -DFESA_GTEST_SOURCE_DIR=C:/git/googletest `
  "-DMKL_DIR=C:/Program Files (x86)/Intel/oneAPI/mkl/2026.1/lib/cmake/mkl" `
  "-DTBB_DIR=C:/Program Files (x86)/Intel/oneAPI/tbb/2023.1/lib/cmake/tbb" `
  "-DHDF5_DIR=C:/Program Files/HDF_Group/HDF5/2.1.1/cmake"
cmake --build .harness/build --config Debug
ctest --test-dir .harness/build -C Debug -R AnalysisState --output-on-failure
ctest --test-dir .harness/build -C Debug --show-only=json-v1
ctest --test-dir .harness/build -C Debug --output-on-failure
```

## 검증 절차

1. state ownership tests를 먼저 작성하고 RED를 확인한다.
2. V0에서 필요한 field만 최소 구현해 GREEN을 만든다.
3. 전체 VERIFY와 output row identity/order를 확인한다.
4. `/docs/implementation-plans/linear-static-3d-euler-beam-implementation-report.md`의
   Step 15 section에 실제 RED/GREEN/VERIFY command, exit code,
   핵심 output과 변경 파일을 기록한다.
5. Step 15를 `completed`로 갱신하고 allocated fields/omitted fields를 summary에 기록한다.

## 금지사항

- velocity, acceleration, temperature, nonlinear iteration history를 할당하지 마라. 이유: V0 범위 밖이다.
- Domain 정의를 state에 복사하지 마라. 이유: model/state ownership을 분리해야 한다.
- HDF5 API를 state에 노출하지 마라. 이유: ResultsWriter adapter 책임이다.
- 직접 commit하지 마라. 이유: Harness executor가 담당한다.
