实现配方生成器

config/config.yml

@@ -12,7 +12,7 @@ server:
 
 # 日志配置
 log:
-  level: "debug" # 日志级别: "debug", "info", "warn", "error", "dpanic", "panic", "fatal"
+  level: "info" # 日志级别: "debug", "info", "warn", "error", "dpanic", "panic", "fatal"
   format: "console" # 日志格式: "console" 或 "json"
   enable_file: true # 是否启用文件日志
   file_path: "./app_logs/app.log" # 日志文件路径

design/recipe-management/index.md

@@ -63,3 +63,4 @@ http://git.huangwc.com/pig/pig-farm-controller/issues/66
 13. 重构配方领域
 14. 配方增删改查服务层和控制器
 15. 实现库存管理相关逻辑
+16. 实现配方生成器

go.mod

@@ -19,6 +19,7 @@ require (
 	github.com/tidwall/gjson v1.18.0
 	go.uber.org/zap v1.27.0
 	golang.org/x/crypto v0.43.0
+	gonum.org/v1/gonum v0.16.0
 	google.golang.org/protobuf v1.36.9
 	gopkg.in/natefinch/lumberjack.v2 v2.2.1
 	gopkg.in/yaml.v2 v2.4.0

go.sum

@@ -171,6 +171,8 @@ golang.org/x/time v0.11.0 h1:/bpjEDfN9tkoN/ryeYHnv5hcMlc8ncjMcM4XBk5NWV0=
 golang.org/x/time v0.11.0/go.mod h1:CDIdPxbZBQxdj6cxyCIdrNogrJKMJ7pr37NYpMcMDSg=
 golang.org/x/tools v0.38.0 h1:Hx2Xv8hISq8Lm16jvBZ2VQf+RLmbd7wVUsALibYI/IQ=
 golang.org/x/tools v0.38.0/go.mod h1:yEsQ/d/YK8cjh0L6rZlY8tgtlKiBNTL14pGDJPJpYQs=
+gonum.org/v1/gonum v0.16.0 h1:5+ul4Swaf3ESvrOnidPp4GZbzf0mxVQpDCYUQE7OJfk=
+gonum.org/v1/gonum v0.16.0/go.mod h1:fef3am4MQ93R2HHpKnLk4/Tbh/s0+wqD5nfa6Pnwy4E=
 google.golang.org/protobuf v1.36.9 h1:w2gp2mA27hUeUzj9Ex9FBjsBm40zfaDtEWow293U7Iw=
 google.golang.org/protobuf v1.36.9/go.mod h1:fuxRtAxBytpl4zzqUh6/eyUujkJdNiuEkXntxiD/uRU=
 gopkg.in/check.v1 v0.0.0-20161208181325-20d25e280405/go.mod h1:Co6ibVJAznAaIkqp8huTwlJQCZ016jof/cbN4VW5Yz0=

internal/domain/recipe/recipe_generate_manager.go

@@ -0,0 +1,213 @@
+package recipe
+
+import (
+	"context"
+	"errors"
+	"fmt"
+	"math"
+
+	"git.huangwc.com/pig/pig-farm-controller/internal/infra/models"
+	"gonum.org/v1/gonum/mat"
+	"gonum.org/v1/gonum/optimize/convex/lp"
+)
+
+// RecipeGenerateManager 定义了配方生成器的能力。
+// 它可以有多种实现，例如基于成本优化、基于生长性能优化等。
+type RecipeGenerateManager interface {
+	// GenerateRecipe 根据猪的营养需求和可用原料，生成一个配方。
+	GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType models.PigType, materials []models.RawMaterial) (*models.Recipe, error)
+}
+
+// recipeGenerateManagerImpl 是 RecipeGenerateManager 的默认实现。
+// 它实现了基于成本最优的配方生成逻辑。
+type recipeGenerateManagerImpl struct {
+	ctx context.Context
+}
+
+// NewRecipeGenerateManager 创建一个默认的配方生成器实例。
+func NewRecipeGenerateManager(ctx context.Context) RecipeGenerateManager {
+	return &recipeGenerateManagerImpl{
+		ctx: ctx,
+	}
+}
+
+// GenerateRecipe 根据猪的营养需求和可用原料，使用线性规划计算出成本最低的饲料配方。
+func (r *recipeGenerateManagerImpl) GenerateRecipe(ctx context.Context, pigType models.PigType, materials []models.RawMaterial) (*models.Recipe, error) {
+	// 1. 基础校验
+	if len(materials) == 0 {
+		return nil, errors.New("cannot generate recipe: no raw materials provided")
+	}
+	if len(pigType.PigNutrientRequirements) == 0 {
+		return nil, errors.New("cannot generate recipe: pig type has no nutrient requirements")
+	}
+
+	// ---------------------------------------------------------
+	// 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 := 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 := make(map[uint32]int)
+	// 列表: 记录原料ID以便结果回溯
+	materialIDs := make([]uint32, len(materials))
+
+	for i, m := range materials {
+		materialIndex[m.ID] = i
+		materialIDs[i] = m.ID
+		materialNutrients[m.ID] = make(map[uint32]float64)
+		for _, n := range m.RawMaterialNutrients {
+			// 注意：这里假设 float32 转 float64 精度足够
+			materialNutrients[m.ID][n.NutrientID] = float64(n.Value)
+		}
+	}
+
+	// 识别约束数量
+	// 约束 1: 总重量 = 1 (100%)
+	// 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
+
+	// 添加营养约束
+	for _, req := range pigType.PigNutrientRequirements {
+		// 下限约束 (Value >= Min)
+		// 逻辑: Sum(Mat * x) >= Min -> Sum(Mat * x) - slack = Min
+		constraints = append(constraints, constraintInfo{
+			isMax:      false,
+			nutrientID: req.NutrientID,
+			limit:      float64(req.MinRequirement),
+		})
+
+		// 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("invalid requirement for nutrient %d: min > max", req.NutrientID)
+			}
+			constraints = append(constraints, constraintInfo{
+				isMax:      true,
+				nutrientID: req.NutrientID,
+				limit:      float64(req.MaxRequirement),
+			})
+		}
+	}
+
+	// ---------------------------------------------------------
+	// 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)
+	numSlack := len(constraints)
+	numCols := numMaterials + numSlack
+
+	// 行数 = 1 (总量约束) + 营养约束数量
+	numRows := 1 + len(constraints)
+
+	// A: 约束系数矩阵
+	A := mat.NewDense(numRows, numCols, nil)
+	// b: 约束值向量
+	b := make([]float64, numRows)
+	// c: 成本向量 (目标函数系数)
+	c := make([]float64, numCols)
+
+	// --- 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) ---
+	// 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 ---
+	for i, cons := range constraints {
+		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
+
+		b[rowIndex] = cons.limit
+
+		// 1. 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
+		// 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 {
+			A.Set(rowIndex, slackColIndex, 1.0)
+		} else {
+			A.Set(rowIndex, slackColIndex, -1.0)
+		}
+	}
+
+	// ---------------------------------------------------------
+	// 4. 执行单纯形法求解
+	// ---------------------------------------------------------
+
+	// lp.Simplex 求解: minimize c^T * x subject to A * x = b, x >= 0
+	optVal, x, err := lp.Simplex(c, A, b, 1e-8, nil)
+
+	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)")
+		}
+		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)")
+		}
+		return nil, fmt.Errorf("配方计算失败: %w", err)
+	}
+
+	// ---------------------------------------------------------
+	// 5. 结果解析与构建
+	// ---------------------------------------------------------
+
+	recipe := &models.Recipe{
+		Name:              fmt.Sprintf("%s-%s - 自动计算配方", pigType.Breed.Name, pigType.AgeStage.Name),
+		Description:       fmt.Sprintf("基于 %d 种原料计算的最优成本配方。计算时预估成本: %.2f", len(materials), optVal),
+		RecipeIngredients: []models.RecipeIngredient{},
+	}
+
+	// 遍历原料部分的解 (前 numMaterials 个变量)
+	totalPercentage := 0.0
+	for i := 0; i < numMaterials; i++ {
+		proportion := x[i]
+
+		// 忽略极小值 (浮点数误差)
+		if proportion < 1e-6 {
+			continue
+		}
+
+		// 记录总和用于最后的校验
+		totalPercentage += proportion
+
+		recipe.RecipeIngredients = append(recipe.RecipeIngredients, models.RecipeIngredient{
+			RawMaterialID: materialIDs[i],
+			// 数据库可能需要 RawMaterial 对象，这里只填ID，由调用方或ORM处理加载
+			// 比例: float64 -> float32
+			Percentage: float32(proportion),
+		})
+	}
+
+	// 二次校验: 确保总量约为 1
+	if math.Abs(totalPercentage-1.0) > 1e-3 {
+		return nil, fmt.Errorf("计算结果异常：原料总量不为 100%% (计算值: %.4f)", totalPercentage)
+	}
+
+	return recipe, nil
+}

project_structure.txt

@@ -132,6 +132,7 @@ internal/domain/recipe/pig_breed_service.go
 internal/domain/recipe/pig_type_service.go
 internal/domain/recipe/raw_material_service.go
 internal/domain/recipe/recipe_core_service.go
+internal/domain/recipe/recipe_generate_manager.go
 internal/domain/recipe/recipe_service.go
 internal/domain/task/alarm_notification_task.go
 internal/domain/task/area_threshold_check_task.go