2.7 分数计算-一一网

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内容概要

本章我们来学习的又是核心的一个内容，如何编写你的约束规则和分数，这块的难度不大，但是如果要掌握，坦率的说很困难，不过大家不要灰心，随着时间的推移模型学习的越来越多这方面会积累的很快。

分数计算的方式

支持以下几种方式：

Easy Java score calculation：简单的Java分数计算，在Java的一个方法中一起实现所有的约束。可扩展性差。
Constraint streams score calculation：约束流分数计算，在Java中把每个约束作为一个单独的ConstraintStream来实现。快速且可扩展。
Incremental Java score calculation ：递增的Java分数计算（不推荐）。在Java（或另一种JVM语言）中实现多个低级方法。快速和可扩展。非常难以实现和维护。
Drools score calculation：Drools分数计算。在DRL中把每个约束条件作为一个单独的分数规则来实现。可扩展，推荐。

每个分数计算类型都可以与任何分数定义（如HardSoftScore或HardMediumSoftScore）一起使用。所有的分数计算类型都是面向对象的，可以重复使用现有的Java代码。

分数计算必须是只读的。它不能以任何方式改变规划实体或问题事实。例如，它不能在分数计算中调用规划实体的setter方法。

要在规划变量变化时更新规划实体，可使用影子变量来代替。（后续会讲解到）

简单的Java分数计算

用Java实现你的分数计算的简单方法。

优势：
- 没有学习曲线
缺点：
- 速度较慢
- 不能扩展，因为没有增量的分数计算。

实现接口EasyScoreCalculator的一个方法：

public interface EasyScoreCalculator<Solution_, Score_ extends Score<Score_>> {

    Score_ calculateScore(Solution_ solution);

}
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例如课程表的例子：

public class TimeTableEasyScoreCalculator
    implements EasyScoreCalculator<TimeTable, HardSoftScore> {

    @Override
    public HardSoftScore calculateScore(TimeTable timeTable) {
        List<Lesson> lessonList = timeTable.getLessonList();
        int hardScore = 0;
        for (Lesson a : lessonList) {
            for (Lesson b : lessonList) {
                if (a.getTimeslot() != null && a.getTimeslot().equals(b.getTimeslot())
                        && a.getId() < b.getId()) {
                    // 一个房间最多可以同时安排一节课。
                    if (a.getRoom() != null && a.getRoom().equals(b.getRoom())) {
                        hardScore--;
                    }
                    // 一个教师在同一时间最多可以教一门课
                    if (a.getTeacher().equals(b.getTeacher())) {
                        hardScore--;
                    }
                    // 一个学生在同一时间最多只能上一节课
                    if (a.getStudentGroup().equals(b.getStudentGroup())) {
                        hardScore--;
                    }
                }
            }
        }
        int softScore = 0;
        return HardSoftScore.of(hardScore, softScore);
    }

}
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在xml内配置：

  <scoreDirectorFactory>
    <easyScoreCalculatorClass>org.optaplanner.examples.nqueens.optional.score.NQueensEasyScoreCalculator</easyScoreCalculatorClass>
  </scoreDirectorFactory>
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如果需要在求解器配置中动态地配置EasyScoreCalculator的值（以便基准测试器可以调整这些参数），请添加easyScoreCalculatorCustomProperties元素并使用自定义属性。

<scoreDirectorFactory>
    <easyScoreCalculatorClass>...MyEasyScoreCalculator</easyScoreCalculatorClass>
    <easyScoreCalculatorCustomProperties>
      <property name="myCacheSize" value="1000" />
    </easyScoreCalculatorCustomProperties>
  </scoreDirectorFactory>
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递增的Java分数计算

一种在Java中逐步实现你的分数计算的方法。

优点：
- 非常快且可扩展
- 如果编写得当，目前是最快的
缺点：
- 难以编写
  - 一个可扩展的实现大量使用maps、indexs…（使用Drools规则引擎最方便）。
  - 必须自己学习、设计、编写和改进所有这些性能优化。
- 难以阅读
  - 定期的分数约束变化会导致很高的维护成本

实现接口IncrementalScoreCalculator的所有方法：

public interface IncrementalScoreCalculator<Solution_, Score_ extends Score<Score_>> {

    void resetWorkingSolution(Solution_ workingSolution);

    void beforeEntityAdded(Object entity);

    void afterEntityAdded(Object entity);

    void beforeVariableChanged(Object entity, String variableName);

    void afterVariableChanged(Object entity, String variableName);

    void beforeEntityRemoved(Object entity);

    void afterEntityRemoved(Object entity);

    Score_ calculateScore();

}
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