增加原料添加量限制

internal/domain/recipe/recipe_generate_manager.go

@@ -33,10 +33,11 @@ func NewRecipeGenerateManager(ctx context.Context) RecipeGenerateManager {
 }
 
 const (
-	// 内部虚拟填充料的名称，用于线性规划计算，不应出现在最终配方中。
+	// internalFillerRawMaterialName 是内部虚拟填充料的名称。
+	// 该填充料用于线性规划计算，确保总比例为100%，但不会出现在最终配方中。
 	internalFillerRawMaterialName = "内部填充料_InternalFiller"
-	// 内部虚拟填充营养素的ID，用于关联填充料，确保其不与实际营养素冲突。
+	// internalFillerNutrientID 是内部虚拟填充营养素的ID。
-	// 使用 math.MaxUint32 作为一个极大的、不可能与实际ID冲突的值。
+	// 使用 math.MaxUint32 作为一个极大的、不可能与实际ID冲突的值，用于关联填充料。
 	internalFillerNutrientID = math.MaxUint32
 )
 
@@ -50,13 +51,14 @@ func (r *recipeGenerateManagerImpl) GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType
 		return nil, errors.New("无法生成配方：猪类型未设置营养需求")
 	}
 
-	// 剔除无用原料
+	// 收集猪类型所有有需求的营养素ID (包括min_requirement或max_requirement不为0的)。
-	// 收集猪类型所有有需求的营养素ID (包括min_requirement或max_requirement不为0的)
+	// 用于后续过滤掉完全不相关的原料。
 	requiredNutrientIDs := make(map[uint32]bool)
 	for _, req := range pigType.PigNutrientRequirements {
 		requiredNutrientIDs[req.NutrientID] = true
 	}
 
+	// 过滤掉那些不包含猪类型任何所需营养素的原料。
 	var filteredMaterials []models.RawMaterial
 	for _, mat := range materials {
 		hasRelevantNutrient := false
@@ -100,11 +102,11 @@ func (r *recipeGenerateManagerImpl) GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType
 	// 2. 准备数据结构
 	// ---------------------------------------------------------
 
-	// 映射: 为了快速查找原料的营养含量 [RawMaterialID][NutrientID] => Value
+	// materialNutrients 映射: 为了快速查找原料的营养含量 [RawMaterialID][NutrientID] => Value
 	materialNutrients := make(map[uint32]map[uint32]float64)
-	// 映射: 原料ID到矩阵列索引的映射 (前 N 列对应 N 种原料)
+	// materialIndex 映射: 原料ID到矩阵列索引的映射 (前 N 列对应 N 种原料)
 	materialIndex := make(map[uint32]int)
-	// 列表: 记录原料ID以便结果回溯
+	// materialIDs 列表: 记录原料ID以便结果回溯
 	materialIDs := make([]uint32, len(materials))
 
 	for i, m := range materials {
@@ -117,16 +119,13 @@ func (r *recipeGenerateManagerImpl) GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType
 		}
 	}
 
-	// 识别约束数量
+	// nutrientConstraints 存储营养素的下限和上限约束信息。
-	// 约束 1: 总重量 = 1 (100%)
+	type nutrientConstraintInfo struct {
-	// 约束 2..N: 营养素下限 (Min)
-	// 约束 N..M: 营养素上限 (Max, 仅当 Max > 0 时)
-	type constraintInfo struct {
 		isMax      bool // true=上限约束(<=), false=下限约束(>=)
 		nutrientID uint32
 		limit      float64
 	}
-	var constraints []constraintInfo
+	var nutrientConstraints []nutrientConstraintInfo
 
 	// 添加营养约束
 	for _, req := range pigType.PigNutrientRequirements {
@@ -135,22 +134,22 @@ func (r *recipeGenerateManagerImpl) GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType
 			continue
 		}
 
-		// 下限约束 (Value >= Min)
+		// 添加下限约束 (Value >= Min)
 		// 逻辑: Sum(Mat * x) >= Min -> Sum(Mat * x) - slack = Min
-		constraints = append(constraints, constraintInfo{
+		nutrientConstraints = append(nutrientConstraints, nutrientConstraintInfo{
 			isMax:      false,
 			nutrientID: req.NutrientID,
 			limit:      float64(req.MinRequirement),
 		})
 
-		// 上限约束 (Value <= Max)
+		// 添加上限约束 (Value <= Max)
 		// 逻辑: Sum(Mat * x) <= Max -> Sum(Mat * x) + slack = Max
 		if req.MaxRequirement > 0 {
 			// 简单的校验，如果 Min > Max 则是逻辑矛盾，直接报错
 			if req.MinRequirement > req.MaxRequirement {
 				return nil, fmt.Errorf("营养素 %d 的需求配置无效: 最小需求 (%f) 大于最大需求 (%f)", req.NutrientID, req.MinRequirement, req.MaxRequirement)
 			}
-			constraints = append(constraints, constraintInfo{
+			nutrientConstraints = append(nutrientConstraints, nutrientConstraintInfo{
 				isMax:      true,
 				nutrientID: req.NutrientID,
 				limit:      float64(req.MaxRequirement),
@@ -158,19 +157,49 @@ func (r *recipeGenerateManagerImpl) GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType
 		}
 	}
 
+	// maxAdditionConstraints 存储每个原料的最大添加比例约束 (x_i <= limit)。
+	type maxAdditionConstraintInfo struct {
+		materialColIndex int // 原料在 A 矩阵中的列索引
+		limit            float64
+	}
+	var maxAdditionConstraints []maxAdditionConstraintInfo
+
+	// 遍历所有原料，包括填充料，添加 MaxAdditionRatio 约束
+	for _, mat := range materials {
+		// 填充料不应受 MaxAdditionRatio 限制
+		if mat.ID == fillerRawMaterial.ID {
+			continue
+		}
+
+		// 只有当 MaxAdditionRatio >= 0 时才添加约束。
+		// 如果 MaxAdditionRatio 为 0，表示该原料最大添加比例为 0%，即不能添加。
+		// 如果 MaxAdditionRatio 为正数，则为实际限制。
+		if mat.MaxAdditionRatio >= 0 {
+			materialColIndex, ok := materialIndex[mat.ID]
+			if !ok {
+				return nil, fmt.Errorf("内部错误：未找到原料 %d (%s) 的列索引", mat.ID, mat.Name)
+			}
+			maxAdditionConstraints = append(maxAdditionConstraints, maxAdditionConstraintInfo{
+				materialColIndex: materialColIndex,
+				limit:            float64(mat.MaxAdditionRatio),
+			})
+		}
+	}
+
 	// ---------------------------------------------------------
 	// 3. 构建线性规划矩阵 (Ax = b) 和 目标函数 (c)
 	// ---------------------------------------------------------
 
-	// 变量总数 = 原料数量 + 松弛变量数量
-	// 松弛变量数量 = 约束数量 (每个不等式约束需要一个松弛变量)
-	// 注意：总量约束 (Sum=1) 是等式，理论上不需要松弛变量，但在单纯形法标准型中通常处理为 Ax=b
 	numMaterials := len(materials) // 此时已包含填充料
-	numSlack := len(constraints)
+	numNutrientConstraints := len(nutrientConstraints)
+	numMaxAdditionConstraints := len(maxAdditionConstraints)
+
+	// 松弛变量数量 = 营养约束数量 + 最大添加比例约束数量
+	numSlack := numNutrientConstraints + numMaxAdditionConstraints
 	numCols := numMaterials + numSlack
 
-	// 行数 = 1 (总量约束) + 营养约束数量
+	// 行数 = 1 (总量约束) + 营养约束数量 + 最大添加比例约束数量
-	numRows := 1 + len(constraints)
+	numRows := 1 + numNutrientConstraints + numMaxAdditionConstraints
 
 	// A: 约束系数矩阵
 	A := mat.NewDense(numRows, numCols, nil)
@@ -179,34 +208,38 @@ func (r *recipeGenerateManagerImpl) GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType
 	// c: 成本向量 (目标函数系数)
 	c := make([]float64, numCols)
 
-	// --- 填充 c (成本) ---
+	// 填充 c (成本)
 	for i, m := range materials {
 		c[i] = float64(m.ReferencePrice)
 	}
 	// 松弛变量的成本为 0，Go 默认初始化为 0，无需操作
 
-	// --- 填充 Row 0: 总量约束 (Sum(x) = 1) ---
+	// 填充 Row 0: 总量约束 (Sum(x) = 1)
 	// 系数: 所有原料对应列为 1，松弛变量列为 0
 	for j := 0; j < numMaterials; j++ {
 		A.Set(0, j, 1.0)
 	}
 	b[0] = 1.0
 
-	// --- 填充营养约束行 ---
+	// currentConstraintRowIndex 记录当前正在填充的约束行索引，从1开始（0行被总量约束占用）。
-	for i, cons := range constraints {
+	currentConstraintRowIndex := 1
-		rowIndex := i + 1                 // 0行被总量约束占用，所以从1开始
+
-		slackColIndex := numMaterials + i // 松弛变量列紧跟在原料列之后
+	// 填充营养约束行
+	for i, cons := range nutrientConstraints {
+		rowIndex := currentConstraintRowIndex + i
+		// 营养约束的松弛变量列紧跟在原料列之后
+		slackColIndex := numMaterials + i
 
 		b[rowIndex] = cons.limit
 
-		// 1. 设置原料系数
+		// 设置原料系数
 		for j, m := range materials {
 			// 获取该原料这种营养素的含量，如果没有则为0
 			val := materialNutrients[m.ID][cons.nutrientID]
 			A.Set(rowIndex, j, val)
 		}
 
-		// 2. 设置松弛变量系数
+		// 设置松弛变量系数
 		// 如果是下限 (>=): Sum - s = Limit  => s系数为 -1
 		// 如果是上限 (<=): Sum + s = Limit  => s系数为 +1
 		if cons.isMax {
@@ -215,6 +248,19 @@ func (r *recipeGenerateManagerImpl) GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType
 			A.Set(rowIndex, slackColIndex, -1.0)
 		}
 	}
+	currentConstraintRowIndex += numNutrientConstraints // 推进当前约束行索引
+
+	// 填充 MaxAdditionRatio 约束行
+	for i, cons := range maxAdditionConstraints {
+		rowIndex := currentConstraintRowIndex + i
+		// MaxAdditionRatio 约束的松弛变量列在营养约束的松弛变量之后
+		slackColIndex := numMaterials + numNutrientConstraints + i
+
+		// 约束形式: x_j + s_k = Limit_j (其中 x_j 是原料 j 的比例，s_k 是松弛变量)
+		A.Set(rowIndex, cons.materialColIndex, 1.0) // 原料本身的系数
+		A.Set(rowIndex, slackColIndex, 1.0)         // 松弛变量的系数
+		b[rowIndex] = cons.limit
+	}
 
 	// ---------------------------------------------------------
 	// 4. 执行单纯形法求解
@@ -225,7 +271,7 @@ func (r *recipeGenerateManagerImpl) GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType
 
 	if err != nil {
 		if errors.Is(err, lp.ErrInfeasible) {
-			return nil, errors.New("无法生成配方：根据提供的原料，无法满足所有营养需求 (无可行解)，请检查原料或营养需求配置")
+			return nil, errors.New("无法生成配方：根据提供的原料，无法满足所有营养需求或最大添加比例限制 (无可行解)，请检查原料配置、营养需求或最大添加比例")
 		}
 		if errors.Is(err, lp.ErrUnbounded) {
 			return nil, errors.New("计算错误：解无界 (可能数据配置有误，例如某个营养素没有上限约束且成本为负)")
@@ -254,15 +300,16 @@ func (r *recipeGenerateManagerImpl) GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType
 	// 遍历原料部分的解 (前 numMaterials 个变量)
 	totalPercentage := 0.0
 	for i := 0; i < numMaterials; i++ {
-		// 排除内部虚拟填充料 ---
+		// 排除内部虚拟填充料，不将其加入最终配方
 		if materialIDs[i] == fillerRawMaterial.ID {
-			continue // 跳过填充料，不将其加入最终配方
+			continue
 		}
 
 		proportion := x[i]
 
-		// 忽略极小值 (浮点数误差)
+		// 忽略极小值 (浮点数误差)。
-		if proportion < 1e-4 { // 万分之一，即0.01%
+		// 调整过滤阈值到万分之一 (0.01%)，即小于0.0001的比例将被忽略。
+		if proportion < 1e-4 {
 			continue
 		}
 
@@ -271,12 +318,14 @@ func (r *recipeGenerateManagerImpl) GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType
 
 		recipe.RecipeIngredients = append(recipe.RecipeIngredients, models.RecipeIngredient{
 			RawMaterialID: materialIDs[i],
+			// 比例: float64 -> float32
 			Percentage: float32(proportion),
 		})
 	}
 
-	// 二次校验: 确保实际原料总量不超过 100% (允许小于100%因为填充料被移除)
+	// 二次校验: 确保实际原料总量不超过 100% (允许小于100%因为填充料被移除)。
-	if totalPercentage > 1.0+1e-3 { // 允许略微超过100%的浮点误差，但不能显著超过
+	// 允许略微超过100%的浮点误差，但不能显著超过。
+	if totalPercentage > 1.0+1e-3 {
 		return nil, fmt.Errorf("计算结果异常：实际原料总量超过 100%% (计算值: %.4f)，请检查算法或数据配置", totalPercentage)
 	}
 	// 如果 totalPercentage 小于 1.0，说明填充料被使用，这是符合预期的。

internal/infra/models/raw_material.go

@@ -24,6 +24,7 @@ type RawMaterial struct {
 	Name             string  `gorm:"size:100;not null;comment:原料名称"`
 	Description      string  `gorm:"size:255;comment:描述"`
 	ReferencePrice   float32 `gorm:"comment:参考价格(kg/元)"`
+	MaxAdditionRatio float32 `gorm:"comment:该物质最大添加比例"`
 	// RawMaterialNutrients 关联此原料的所有营养素含量信息
 	RawMaterialNutrients []RawMaterialNutrient `gorm:"foreignKey:RawMaterialID"`
 }