Optaplanner约束流在列表属性上联接

OptaPlanner 约束流在列表属性上联接

基础概念

OptaPlanner 是一个开源的约束求解器，用于解决优化问题。它通过定义约束来确保解决方案满足特定的业务规则。约束流（Constraint Streams）是 OptaPlanner 6.0 引入的一种新的约束定义方式，它允许开发者使用流式 API 来定义约束，这种方式更加直观和灵活。

类型

OptaPlanner 约束流主要分为以下几种类型：

Filter：过滤操作，用于筛选出符合条件的实体。
Map：映射操作，用于将实体转换为其他形式。
FlatMap：扁平化映射操作，用于将嵌套结构展开。
Collect：收集操作，用于将流中的元素收集到一个集合中。
Join：联接操作，用于将两个流中的元素进行匹配和组合。

应用场景

约束流在列表属性上联接的应用场景包括但不限于：

资源分配：在多个项目和资源之间进行分配，确保每个项目都有足够的资源。
排班系统：在员工和班次之间进行匹配，确保每个班次都有足够的员工，并且员工的休息时间得到保障。
车辆路径规划：在多个客户和车辆之间进行路径规划，确保每个客户都能被访问到，并且总行驶距离最短。

问题与解决

假设我们在使用 OptaPlanner 进行排班时，遇到了一个问题：如何确保每个员工的排班不会超过其最大工作小时数？

问题原因：这个问题通常是由于没有正确地定义约束流来检查每个员工的总工作时间。

解决方法：我们可以使用约束流来定义这个约束。以下是一个示例代码：

import org.optaplanner.core.api.score.stream.Constraint;
import org.optaplanner.core.api.score.stream.ConstraintFactory;
import org.optaplanner.core.api.score.stream.Joiners;
import org.optaplanner.core.api.score.stream.tri.TriConstraintCollectors;

public class ShiftSchedulingConstraintProvider implements ConstraintProvider {

    @Override
    public Constraint[] defineConstraints(ConstraintFactory constraintFactory) {
        return new Constraint[] {
            constraintFactory.from(Schedule.class)
                .join(Schedule.class, Joiners.equal(Schedule::getEmployee))
                .join(Schedule.class, Joiners.equal(Schedule::getEmployee))
                .filter((schedule1, schedule2, schedule3) -> 
                    schedule1.getEndTime().isBefore(schedule2.getStartTime()) ||
                    schedule2.getEndTime().isBefore(schedule3.getStartTime())
                )
                .penalize("Employee worked too many hours",
                    HardSoftScore.ofHard(1),
                    TriConstraintCollectors.sumLong(
                        (schedule1, schedule2, schedule3) -> 
                            Duration.between(schedule1.getStartTime(), schedule3.getEndTime()).toHours()
                    )
                )
        };
    }
}

在这个示例中，我们使用了 join 操作来联接同一个 Schedule 实体的不同实例，然后通过 filter 操作来确保这些实例不会重叠。最后，我们使用 penalize 操作来惩罚超过最大工作小时数的情况。