复制字典和在 SQLAlchemy ORM 对象上使用 deepcopy 的问题

Question

我正在使用模拟退火算法来优化给定的学生和项目分配。

这是来自维基百科的与语言无关的伪代码：

s ← s0; e ← E(s)                                // Initial state, energy.
sbest ← s; ebest ← e                            // Initial "best" solution
k ← 0                                           // Energy evaluation count.
while k < kmax and e > emax                     // While time left & not good enough:
  snew ← neighbour(s)                           // Pick some neighbour.
  enew ← E(snew)                                // Compute its energy.
  if enew < ebest then                          // Is this a new best?
    sbest ← snew; ebest ← enew                  // Save 'new neighbour' to 'best found'.
  if P(e, enew, temp(k/kmax)) > random() then   // Should we move to it?
    s ← snew; e ← enew                          // Yes, change state.
  k ← k + 1                                     // One more evaluation done
return sbest                                    // Return the best solution found.

以下是对该技术的改编。我的主管说这个想法在理论上是好的。

首先，我从整组随机分配中提取一些分配（即整个学生词典及其分配的项目，包括项目的排名），将其复制并传递给我的函数。我们称这个分配为aOld（它是一个字典）。 aOld 有一个与之相关的权重，称为 wOld。权重如下所述。

该函数执行以下操作：

• 让这个分配，aOld 成为best_node
• 从所有学生中，选择随机数量的学生并粘贴在一个列表中
• 剥离（DEALLOCATE）他们的项目 ++ 反映项目（allocated 参数现在是 False）和讲师的更改（如果他们的一个或多个项目不再分配，则释放空位）
• 随机化该列表
• 再次尝试分配 (REALLOCATE) 该列表项目中的每个人
• 计算权重（将排名相加，排名 1 = 1，排名 2 = 2...，没有项目排名 = 101）
• 对于这个新的分配aNew，如果权重wNew小于我一开始拾取的分配权重wOld，那么这就是best_node（由上面的Simulated Annealing算法定义） ）。将算法应用于 aNew 并继续。
• 如果是wOld < wNew，则再次将算法应用于aOld 并继续。

分配/数据点表示为“节点”，因此node = (weight, allocation_dict, projects_dict, lecturers_dict)

现在，我只能执行此算法一次，但我需要尝试一个数字 N（在维基百科 sn-p 中由 kmax 表示）并确保我始终拥有前一个 @ 987654339@ 和best_node。

为了不修改我原来的字典（我可能想重置），我做了字典的浅拷贝。从我在文档中阅读的内容来看，它似乎只复制了引用，并且由于我的字典包含对象，因此更改复制的字典最终会更改对象。所以我尝试使用copy.deepcopy()。这些字典引用了已经用 SQLA 映射的对象。

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Questions:

我已经为所面临的问题提供了一些解决方案，但由于我对使用 Python 非常熟悉，它们对我来说听起来都相当神秘。

1. Deepcopy 不能很好地与 SQLA 配合使用。有人告诉我，ORM 对象上的深拷贝可能存在阻止它按预期工作的问题。显然，我最好“构建复制构造函数，即 def copy(self): return FooBar(....)”。 谁能解释一下这是什么意思？

2. 我检查并发现 deepcopy 存在问题，因为 SQLAlchemy 在您的对象上放置了额外的信息，即 _sa_instance_state 属性，我不希望在副本中但对于对象来说这是必需的.有人告诉我：“有一些方法可以手动清除旧的 _sa_instance_state 并在对象上放置一个新对象，但最直接的方法是使用 __init__() 创建一个新对象并设置重要的属性，而不是做一个完整的深拷贝。” 这到底是什么意思？我是否要创建一个新的、未映射的类，类似于旧的映射类？

3. 另一种解决方案是，我必须“在您的对象上实现 __deepcopy__() 并确保设置了新的 _sa_instance_state，sqlalchemy.orm.attributes 中有一些函数可以帮助解决这个问题。” 这又一次超出了我的理解范围，所以有人可以解释一下这是什么意思吗？

4. 一个更一般的问题：鉴于上述信息，是否有任何关于如何维护 best_node（必须始终通过我的 while 循环）和 previous_node 的信息/状态的建议，如果我的实际对象（由字典引用，因此是节点）由于发生释放/重新分配而发生变化？也就是不使用copy？

Answer 1

我有另一个可能的解决方案：使用事务。这可能仍然不是最好的解决方案，但实施起来应该会更快。

首先像这样创建你的会话：

# transactional session
Session = sessionmaker(transactional=True)
sess = Session()

这样它将是事务性的。事务的工作方式是sess.commit() 将使您的更改永久化，而sess.rollback() 将恢复它们。

在模拟退火的情况下，您希望在找到新的最佳解决方案时提交。稍后，您可以调用 rollback() 将状态恢复到该位置。

Answer 2

您不想像那样复制 sqlalchemy 对象。您可以实现自己的方法来轻松制作副本，但这可能不是您想要的。您不希望数据库中的学生和项目的副本是吗？所以不要复制这些数据。

所以你有一个字典来保存你的分配。在此过程中，您永远不应修改 SQLAlchemy 对象。所有可以修改的信息都应该存储在这些字典中。如果您需要修改对象以考虑到这一点，请在最后复制数据。