如何在c#中实现决策矩阵

Question

我需要根据一组相当大的 8 个相互依赖的条件做出决定。

           | A | B | C | D | E | F | G | H
-----------+---+---+---+---+---+---+---+---
Decision01 | 0 | 1 | - | 1 | 0 | 1 | - | 1
Decision02 | 1 | 0 | - | 0 | 0 | - | 1 | -
    ...   
Decision11 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | 1

从 A 到 H 的每个条件都可以为真 (1)、假 (0) 或与决策无关 (-)。

所以对于给定的输入

A B C D E F G H 
1 0 1 0 0 1 1 1

它应该评估为Decision02。

决策是明确的，因此从任何给定的输入条件集可以清楚地看出必须做出哪个决策（并且在决策矩阵未涵盖的情况下，应抛出异常）。

在我之前从事此项目的开发人员试图将其实现为一个 500 行长的嵌套 if 庞然大物，这当然是错误的，而且不可维护。

因此，我寻找了实现这种逻辑的最佳方式，并找到了决策表/查找表/控制表。

我找到了很多决策表生成器，但没有找到关于如何实现决策过程的代码:(

我可以在底层 MSSQL 数据库、代码、xml 或其他任何方式中制作决策表。我只需要一些关于如何实现这一点的指示。

实现此逻辑的最佳做法是什么？字典？多维数组？完全不同的东西？

Answer 1

你可以用 Func 的数组来做到这一点。

static Func<bool,bool> isTrue = delegate(bool b) { return b; };
static Func<bool,bool> isFalse = delegate(bool b) { return !b; };
static Func<bool,bool> isIrrelevant = delegate(bool b) { return true; };

现在您可以像这样将矩阵放入字典中：

Dictionary<string,Func<bool,bool>[]> decisionMatrix = new Dictionary<string,Func<bool,bool>[]>();
// 0 | 1 | - | 1 | 0 | 1 | - | 1
matrix.Add("Decision01", new Func<bool,bool>{isFalse, isTrue, isIrrelevant, isTrue, isFalse, isTrue, isIrrelevant, isTrue});

最后对于每个给定的输入数组：

bool[] input = new bool[]{ false, true, false, true, false, true, false, true}

string matchingRule = null;
foreach( var pair in matrix ) {
    bool result = true;
    for( int i = 0; i < input.Length; i++) {
       // walk over the function array and call each function with the input value
       result &= pair.Value[i](input[i]);
    }

    if (result) { // all functions returned true
        // we got a winner
        matchingRule = pair.Key;
        break;
    }
}

// matchingRule should now be "Decision01"

这可能会进行更多检查（例如检查输入数组的大小是否正确），但应该会给您一些想法。使用 Funcs 还可以为您提供更多的灵活性，以防您获得第四种状态。

Answer 2

我会使用bool? 的二维数组（在我们的例子中是Dictionary<TKey, TValue>） - 注意 ?对于Nullable<bool>，它允许 3 种状态：真、假和空。您的 null 可能代表“无效”...

定义数组：

var myArray = new Dictionary<char, Dictionary<int, bool?>>();

然后你可以这样做：

bool result = false;
foreach (var inputPair in input)
{
    // Assuming inputPair is KeyValuePair<char, int>
    result |= myArray[inputPair.Key][inputPair.Value];
}

return result;

Answer 3

我就是这样做的，因为我对 LINQ 的热爱。

首先，您的矩阵是 IEnumerable<IEnumerable<bool?>>，true 表示 1、false、0 和 null 不确定。

然后你传递一个你想要检查的IEnumerable<bool>。函数如下：

public IEnumerable<bool?> DecisionMatrix(this IEnumerable<bool> source, IEnumerable<IEnumerable<bool?>> options)
{
    IList<bool> sourceList = source.ToList();
    return options.Where(n => n.Count() == sourceList.Count)
        .Select(n => n.Select((x, i) => new {Value = x, Index = i}))
        .Where(x => 
            x.All(n => !(sourceList[n.Index] ^ n.Value ?? sourceList[n.Index])))
        .FirstOrDefault();
}

（这是一个扩展方法，放在static class :) ）

Answer 4

您可以用几行代码完成并创建一个二进制计算器。因此，在下面的示例中，结果 = 182，而不是决策 D（或每一个）。下面，与您的决定一致，结果将是不同的总数。

这是一个通过二进制文件 [http://electronicsclub.info/counting.htm] 感谢 google 的网站。

例如，二进制的 10110110 等于十进制的 182： 位数：128 64 32 16 8 4 2 1
二进制数：1 0 1 1 0 1 1 0
十进制值：128 + 0 + 32 + 16 + 0 + 4 + 2 + 0 = 182

Answer 5

您可以有一个用两个字节字段表示的决策类。第一个字节将指定哪些条件是真或假。第二个字节将指定哪些条件是相关的。此外，您可以定义一个函数来确定输入字节是否与对象匹配。

由此，您可以创建一个包含决策列表的矩阵类，然后使用 LINQ 在列表中搜索与您的输入匹配的决策。

你可以有这样的决策类

class Decision
{
    byte Conditions;
    byte RelevantConditions;

    bool IsMatch(byte input)
    {
        byte unmatchedBits = input ^ Conditions; //matching conditions are set to 0
        unmatchedBits &= RelevantConditions; //Irrelevant conditions set to 0
        return (unmatchedBits == 0); //if any bit is 1, then the input does not match the relevant conditions
    }
}

因此，Decision01 的对象可以定义为

Decision decision01 = new Decision()
{
    Conditions         = 0x55; //01010101 in binary
    RelevantConditions = 0xdd; //11011101 in binary
}

那么你的决策矩阵类可以这样制作

class DecisionMatrix
{
    List<Decision> decisions;

    Decision Find(byte input)
    {
        return decisions.Find(d => d.IsMatch(input));
    }
}

创建一个包装字节的 Input 类也可能会有所帮助。当您使用 A-H 字段实例化 Input 对象时，会创建一个字节来匹配这些字段。

Answer 6

您可以将决策矩阵实现为字典，如下所示，并在矩阵上查询以找到匹配项。我使用 string.join 将数组转换为字符串。还使用矩阵中的“-”作为正则表达式 [0|1]。

Dictionary<string, char[]> myMatrix = new Dictionary<string, char[]>();
myMatrix.Add("Decision01", new char[] { '0', '1', '-', '1', '0', '1', '-', '1' });
myMatrix.Add("Decision02", new char[] { '1', '0', '-', '0', '0', '-', '1', '-' });
myMatrix.Add("Decision03", new char[] { '1', '1', '1', '0', '0', '1', '1', '1' });

char[] input = new char[] { '1', '0', '1', '0', '0', '1', '1', '1' };
var decision = (from match in myMatrix
            where Regex.IsMatch(string.Join(string.Empty, input), 
                string.Join(string.Empty, match.Value).ToString().Replace("-", "[0|1]"), 
                RegexOptions.IgnoreCase)
            select match.Key).FirstOrDefault();

Console.WriteLine(decision);