Excel催化剂开源第28波-调用Google规划求解库

2021-08-19 15:07:36 浏览数 (1)

在Excel催化剂的自定义函数中,有规划求解的函数,用于在一些凑数的场景,某财务工作网友向我提出的需求,例如用于凑发票额使用。

一般开发票的场景是多次采购合在一起开具,即多个订单产生后开,同时发票一般有限额不是想开多少就开多少,而且发票的张数每月都是有限的,也不是随便可以一个零头开一张发票。

对这些凑数的场景,有个算法叫背包算法,是规范求解方面的,当然笔者也没有深入研究过,只是在我师傅的帮助下,找到了Google有一个开源库专门干这些事,性能也是棒棒的,甩开原生Excel的规范求解几个月球距离。

因为这个Google库比较大,而且好像是C 内核的,有区分32位和64位,所以最终没有直接放到ExcelDna项目中,而是采用WebService的方式来部署这个功能,放到服务器上,避开32位、64位问题,同时也不必让客户端发布文件时携带那么大的类库。

关于WebService的问题,可自行百度学习,现只是给出此类库和用这个类库实现了凑数的场景。

Google.OrTools类库

WebSevice源码如下:

代码语言:javascript复制
    public List<object> GetGroupIdsByKnapsacks(long[] values, long[] capacities,int scaleNum)
        {
            KnapsackSolver solver = new KnapsackSolver(
            KnapsackSolver.KNAPSACK_DYNAMIC_PROGRAMMING_SOLVER, "test");

            long[,] weights = new long[1, values.Length];

            for (int i = 0; i < values.Length; i  )
            {
                weights[0, i] = values[i];
            }

            Dictionary<int, string> dicResult = new Dictionary<int, string>();
            int iLoop = 0;
            long computedProfit;
            do
            {
                long capacity = capacities[iLoop];
                solver.Init(values, weights, new long[] { capacity });

                computedProfit = solver.Solve();
                //因为有0值的存在,所有一定会有解,只是目标值为0
                if (computedProfit == 0)
                {
                    break;
                }
                for (int i = 0; i < values.Length; i  )
                {
                    if (solver.BestSolutionContains(i))
                    {
                        if (!dicResult.ContainsKey(i))
                        {

                            dicResult.Add(i, $"{(iLoop   1).ToString("00")}_{capacity*1.0/Math.Pow(10,scaleNum)}_{capacity * 1.0 / Math.Pow(10, scaleNum) - computedProfit * 1.0 / Math.Pow(10, scaleNum)}");//存入序号和组大小、组差异等信息
                            values[i] = 0;
                            weights[0, i] = 0;
                        }

                    }
                }

                //Console.WriteLine(computedProfit);

                iLoop  ;
            } while (iLoop < capacities.Length);

            List<object> groupIds = new List<object>();

            for (int i = 0; i < values.Length; i  )
            {
                if (dicResult.ContainsKey(i))
                {
                    groupIds.Add(dicResult[i]);
                }
                else
                {
                    groupIds.Add(null);
                }
            }
            return groupIds;
        }

在ExcelDna上再进行封装

代码语言:javascript复制
 [ExcelFunction(Category = "规划求解类", Description = "分组凑数,从源数据列中,抽取出指定的项目组合,使其求和数最大限度接近分组的大小。Excel催化剂出品,必属精品!")]
        public static object CouShuWithGroupFromOrTools(
                                                   [ExcelArgument(Description = "需要分组的原始数据单元格区域,精度为最多4位小数点,多于4位将截断")] object[] srcRange,
                                                   [ExcelArgument(Description = "限定组的上限的单元格区域,可选多个单元格代表分多个组,组的大小可不相同,尽量较难组合的放最上面优先对其组合")] object[] groupeRange
                                                    )


        {

            int scaleNum = GetScaleNum(srcRange);

            KnapsacksService.KnapsacksServiceSoapClient client = new KnapsacksService.KnapsacksServiceSoapClient();


            KnapsacksService.ArrayOfLong values = new KnapsacksService.ArrayOfLong();

            values.AddRange(srcRange.Select(s => Convert.ToDouble(s)).Select(t => Convert.ToInt64(t * Math.Pow(10, scaleNum))));

            KnapsacksService.ArrayOfLong capacities = new KnapsacksService.ArrayOfLong();
            capacities.AddRange(groupeRange.Where(s => s != ExcelEmpty.Value).Select(t => Convert.ToDouble(t)).Select(r => Convert.ToInt64(r * Math.Pow(10, scaleNum))));

            KnapsacksService.ArrayOfAnyType results = client.GetGroupIdsByKnapsacks(values, capacities,scaleNum);

            return Common.ReturnDataArray(results.Select(s => s).ToArray(), "L");

        }

结语

此篇介绍的Google.OrTools类库,远不止用于一个简单的凑数功能,若对其他功能有兴趣,可自行去查阅文档学习,此处仅仅作引路,这些著名的类库,通常来说,帮助文档、示例代码都是十分详细的。

再一次见证了VSTO借助外部的轮子力量,给Excel提供了源源不断地能力,让Excel用户在Excel环境可以完成许多不可思议的事情。

同样此篇也开拓了思路,一些复杂的功能需求,不止是借助外部WebAPI的接口调用,甚至自己也可以封装一些API接口供自己调用,在服务器上开发功能,不必考虑客户端的复杂环境,更为稳定地进行开发,而不必考虑兼容性等问题。

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