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我一直在用 C# 来创建一个软件(供伪个人使用)的想法,但遇到了实现问题。嗯......也许它们是我不知道的设计问题,但我就是想不通。

思想、期望和一般伪算法

考虑我们有以下“数据库”:

Foo + Bar = Foobar
Baz + Qux = Bazqux
Foobar + Bazqux = Foobarbazqux

这些是创建上述项目的食谱。使用一个和一个,我们创建了一个结果,该结果可以进一步成为另一个配方的成分FooBarFoobar

现在认为我们需要弄清楚该项目的完整配方Foobarbazqux。对于人类的思想和智力来说,这相对容易:

We need Foobarbazqux
Foobarbazqux = Foobar + Bazqux
    Foobar = Foo + Bar
    Bazqux = Baz + Qux

Foobarbazqux = Foo + Bar + Baz + Qux

当然,如果并且当我们拥有所有可用的成分时,我们可以“运行”配方并按照上面几段的顺序执行每个配方来创建项目。(就像:我们首先创建Foobar,然后Bazqux,然后将两者结合以获得最终结果。)

但在实时,数据库要大得多。我想这就是计算机应该发挥作用的地方。使用工作软件,机器可以轻松找到所有成分和执行(制作)步骤并将其提供给用户,因此我们不需要通读所有条目手。

实施(...尝试)

我曾想过使用 C# 来实现这个软件。命令行项目,没有什么闪亮的东西,只是纯粹stdio的 .

首先,当然,我需要定义item。(注意:现在我正在考虑使用结构,但如果需要,我可以将它们“升级”为类。“数据库”是从稍后将制作的某种顺序文本文件初始化的。“数据库”没有改变或在执行期间或之后以任何方式编写,一旦加载,它就是只读的。)当然,我需要定义recipe

struct Item
{
    public string Name;
}

struct Recipe
{
    public Item Result;
    public Item[] Ingredients;
}

这两个结构保存在(默认类)的通用static List<>字段中。Program

在入口点,我们定义了一些项目和一些测试配方:

items.Add(new Item { Name = "Foo" });
items.Add(new Item { Name = "Bar" });
items.Add(new Item { Name = "Baz" });
items.Add(new Item { Name = "Qux" });
items.Add(new Item { Name = "Foobar" });
items.Add(new Item { Name = "Bazqux" });
items.Add(new Item { Name = "Foobarbazqux" });

recipes.Add(new Recipe
{
    Result = GetItem("Foobar"),
    Ingredients = new Item[] { GetItem("Foo"), GetItem("Bar") }
});

recipes.Add(new Recipe
{
    Result = GetItem("Bazqux"),
    Ingredients = new Item[] { GetItem("Baz"), GetItem("Qux") }
});

recipes.Add(new Recipe
{
    Result = GetItem("Foobarbazqux"),
    Ingredients = new Item[] { GetItem("Foobar"), GetItem("Bazqux") }
});

因为项目是由他们的Name领域主键,GetItem只是一个List.Find<>快捷方式:

private static Item GetItem(string _name)
{
    return Program.Items.Find(match => match.Name == _name);
}

所以现在,数据库已经设置好了。我意识到我需要使用某种递归方法来获取所有成分,但这就是我遇到问题的地方。

考虑以下第一次尝试(这不是递归的,只会“深一层”):

string search = "Foobarbazqux";
SearchRecipe(search);
private static void SearchRecipe(string _search)
{
    List<Recipe> item_recipes = Program.Recipes.FindAll(match => match.result.Name == GetItem(search).Name);

    foreach (Recipe recp in item_recipes)
    {
        Console.WriteLine("-------------");
        Console.WriteLine("Ingredients: ");

        foreach (Item ingredient in recp.Ingredients)
        {
            Console.WriteLine(ingredient.Name);
        }
    }
}

这会产生以下输出,即,没有递归,非常好并且可以预期:

-------------
Ingredients:
Foobar
Bazqux

所以对于递归,我修改了这样的代码:

    foreach (Item ingredient in recp.Ingredients)
    {
+++     if (recipes.FindAll(match2 => match2.Result.name == Ingredient.name).Count != 0)
+++     {
+++         SearchRecipe(ingredient.Name);
+++     }

        Console.WriteLine(ingredient.Name);
    }

现在输出如下:

| -------------
| Ingredients: 
* -------------
* Ingredients: 
* Foo
* Bar
| Foobar
@ -------------
@ Ingredients:
@ Baz
@ Qux
| Bazqux

当我现在理解我的代码时,我看到了会发生什么。标有 的行*是 的递归Foobar@是 的递归Bazqux并且|是原始方法调用的输出。但这不是……有点像我想要实现的输出,因为它不容易被理解并且……通常是不正确的。

预期输出和问题

我可视化的输出类似于以下内容(当然“额外”状态行是可忽略的):

Searching for: Foobarbazqux
1 recipe found.
-----
1 Foobarbazqux = 1 Foobar + 1 Bazqux
1 Foobar = 1 Foo + 1 Bar
1 Bazqux = 1 Baz + 1 Qux
1 Foobarbazqux = 1 Foo + 1 Bar + 1 Baz + 1 Qux

1 Foo + 1 Bar => 1 Foobar
1 Baz + 1 Qux => 1 Bazqux
1 Foobar + 1 Bazqux => 1 Foobarbazqux
-----
Exit.

这就是我所说的打破项目创建配方链......或者......我不称之为,但想象一下,参考问题的标题。所以程序的工作原理是:

  1. 用户输入他们正在搜索的“最终”项目Foobarbazqux(在我们的示例中)
  2. 该程序对数据库进行了足够多次的破坏,因此首先找到了搜索项目的成分,然后递归(?)更深,直到它只找到无法从其他人“制作”的亚原子成分:它们不是任何.ResultRecipe
  3. (同时工作)输出显示。

注意:更适合真实场景,但存在额外的实施差距:许多项目都有多个可以创建它们的配方。

我想寻求的是建议和帮助。我慢慢地想说服自己这个程序是不可写的(这只是某种绝望的强烈抗议)并且我的想法存在设计问题。但我仍然希望,在界限内,我们不需要花哨的、尚未创建的人工智能系统来解决这个……有点低估的问题。

谢谢你。

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3 回答 3

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第二个答案,对于“从头开始重写”的方法。如果只是给出没有先前代码的问题陈述,这或多或少是我会怎么做的。

abstract class Item
{
    public string Name { get; private set; }
    public abstract IEnumerable<Item> Ingredients { get; }
    public abstract IEnumerable<Item> ParseRecipe();

    protected Item(string name)
    {
        Name = name;
    }

    public static Item GetItem(string _name)
    {
        return items.Find(match => match.Name == _name);
    }
}

class Atom : Item
{
    public Atom(string name) : base(name) { }

    public override IEnumerable<Item> Ingredients { get { return null; } }
    public override IEnumerable<Item> ParseRecipe()
    {
        return new[] { this };
    }
}

class Recipe : Item
{
    public Recipe(string name, params Item[] ingredients) : base(name)
    {
        _ingredients = ingredients;
    }
    public Recipe(string name, params string[] ingredients) : base(name)
    {
        _ingredients = ingredients.Select(x => Item.GetItem(x));
    }
    private IEnumerable<Item> _ingredients;
    public override IEnumerable<Item> Ingredients { get { return _ingredients;} }
    public override IEnumerable<Item> ParseRecipe()
    {
        Console.WriteLine("1 " + this.Name + " = " 
                                 + String.Join(" + ", this.Ingredients.Select(x => "1 " + x.Name)));
        var components = new List<Item>();
        foreach(var ing in Ingredients)
        {
            components.AddRange(ing.ParseRecipe());
        }

        return components;
    } 
}

像这样使用:

void Main()
{
    items.Add(new Atom("Foo"));
    items.Add(new Atom("Bar"));
    items.Add(new Atom("Baz"));
    items.Add(new Atom("Qux" ));
    items.Add(new Recipe("Foobar", "Foo", "Bar"));
    items.Add(new Recipe( "Bazqux", "Baz", "Qux" ));
    items.Add(new Recipe( "Foobarbazqux", "Foobar", "Bazqux" ));

    string search = "Foobarbazqux";
    var item = Item.GetItem(search);
    Console.WriteLine("1 " + item.Name + " = " 
                            + String.Join(" + ", item.ParseRecipe().Select(x => "1 " + x.Name)));

}

结果是:

1 Foobarbazqux = 1 Foobar + 1 Bazqux
1 Foobar = 1 Foo + 1 Bar
1 Bazqux = 1 Baz + 1 Qux
1 Foobarbazqux = 1 Foo + 1 Bar + 1 Baz + 1 Qux

与原始代码相比,此方法的主要优势在于abstract class Item. 有了这个,我们只关心初始化时Atoms和s的区别。Recipe之后,所有内容都被视为Item. 这意味着递归变得更加简单,因为我们不关心当前项目Ingredients是原子的、recipies 还是它们的混合。这也意味着您可以调用SearchRecipe()任何东西,而不必检查它是否真的是Recipe第一个。 (请注意,为了在这种情况下获得更好的输出,我稍微编辑了上面的代码。)

这对于 a 是不可能的struct,因为它们不能相互继承,因此不能被视为父类型。您可以声明interface它们都将实现,但是根据this,当您将其转换为接口时,您会失去大部分内存优势struct,而我们将一直这样做。

于 2013-01-17T15:29:20.523 回答
0

求解时,我会将所有成分 = 成分 [] 加载到内存中。我认为这应该不是什么大问题。

首先想到的是您需要一个最短路径算法:由于一个食谱可以分成多个其他食谱,您可能正在寻找最少数量的成分并希望确保它完成。

Dijkstra 算法的标准实现将所有叶子作为目标来解决,我认为(或者这是一个变体?)并且还可以确保你不会绕圈子跑。

然后......你可以使用路径来生成你想要的输出。

于 2013-01-17T14:43:53.370 回答
0

我确信总体上有更好的设计,但这里有一个小的修改,可以产生你想要的输出(或多或少):

public static IEnumerable<IEnumerable<Item>> SearchRecipe(string _search)
{
    List<Recipe> item_recipes = recipes.FindAll(match => match.Result.Name == Item.GetItem(_search).Name);

    var ingredients = new List<IEnumerable<Item>>();

    foreach (Recipe recp in item_recipes)
    {

        foreach (Item ingredient in recp.Ingredients)
        {
            if (recipes.FindAll(match2 => match2.Result.Name == ingredient.Name).Count != 0)
            {
                ingredients.Add(SearchRecipe(ingredient.Name).SelectMany(x => x));
            }
            else
            {
                ingredients.Add(new[] { ingredient });
            }
        }
        Console.WriteLine(recp.Result.Name + " = " + String.Join(" + ", ingredients.SelectMany(x => x.Select(y => y.Name))));
    }
    return ingredients;
}

产生:

Foobar = Foo + Bar
Bazqux = Baz + Qux
Foobarbazqux = Foo + Bar + Baz + Qux
于 2013-01-17T15:06:14.687 回答