AirTerminalDevice/_opt/algorithm/constrains/parse.py

import re
import numpy as np
import pandas as pd

def parse_constrains(constrains:list,data:pd.DataFrame) -> list:
    """
    # 解析约束字符中的特殊符号，生成可以执行的约束条件
    
    特殊符号：
        - [abc]  表示模型初始值，同时包含模型的输入和输出
        - <1~10> 表示多个点位

    Parameters
    ----------
    constrains : list
        原始的约束条件
    data : pd.DataFrame
        约束条件对应的数据

    Returns
    -------
    list
        解析后的约束

    Raises
    ------
    Exception
        - 当约束条件不以“<0”结尾
        - 约束条件包含多余的'#'
        - 未从数据中找到指定的变量
    """
    
    if constrains is None:
        return None
    
    if data.columns.has_duplicates:
        col     = data.columns
        dup_col = col[col.duplicated()]
        raise Exception(f'约束的变量中存在重复名称，需检查系统模型的输入及输出，以及外部变量{dup_col}')
    
    constrains = multiple_constrains(constrains)
    
    parsed_con = []
    for con in constrains:
        
        # 将注释从文本中移除
        con = con.replace(' ','')
        chinese_str = r'\u3002\uff1b\uff0c\uff1a\u201c\u201d\uff08\uff09\u3001\uff1f\u300a\u300b'
        all_comment = re.findall(f'#[\w{chinese_str}]+#',con)
        for comment in all_comment:
            con = con.replace(comment,'')
        if '#' in con:
            raise Exception(f'检测到多余的符号"#", 检查约束条件是否正确( {con} )')
        
        # 校验约束合规性
        if con[-2:] != '<0':
            raise Exception(f'检测到无效的约束条件{con},约束条件应以<0结尾,修改成"{con}<0"')
        con = con.replace('<0','')
        
        # 解析约束中的数值 (大小写敏感)
        current_var = re.findall('\[(\w+)\]',con)
        for var in current_var:
            
            # 检查字段是否存在于数据中
            current_data = data.reset_index(drop=True)
            current_col  = current_data.columns.to_list()
            if var not in current_col:
                raise Exception(f'系统模型的输入和输出中未能找到{var},以下是当前系统模型的参数{current_col}')
            
            current_value = current_data.at[0,var]
            if np.isnan(current_value):
                raise Exception(f'约束变量{var}的约束值为缺失值，请检查系统模型的输出')
            
            con = con.replace(f'[{var}]',str(current_value))
        
        parsed_con.append(con)
        
    return parsed_con

def multiple_constrains(constrains:list):
    result_constrains = []
    
    for con in constrains:
        
        num_range = list(set(re.findall('<\d+~\d+>',con)))
        if len(num_range) == 0:
            result_constrains.append(con)
            continue
        elif len(num_range) > 1:
            raise Exception('检查到存在多个range模式')
        
        num_start,num_end = re.findall('<(\d+)~(\d+)>',num_range[0])[0]
        num_start = int(num_start)
        num_end   = int(num_end)
        for i in range(num_start,num_end+1):
            result_constrains.append(con.replace(num_range[0],str(i)))
    
    return result_constrains