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Fuzzy Logic Dot Net Fuzzy Decisions

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2003年12月11日

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帮助做出决策的类。

引言

本文探讨了模糊决策（Fuzzy Decisions）的思想，即我们在代码中需要做出某个决策，并且有一些因素会影响这个决策。我假设无论这个决策是什么，它都不是一个简单的决策，不依赖于真或假变量或函数的返回值，而是一个需要考虑代码中许多特定因素的决策。严格来说，这些影响决策的因素不必相关，事实上，要正确使用模糊决策类，它们最好不要相关。

模糊决策类被设计为一种帮助做出决策的方法，而无需对决策过程或代码细节有特定了解。原因在于，我们所有人都在不断地在代码中做出决策，但我们总是基于函数的结果或真假变量来做。模糊决策类使我们能够做出有多种不同影响因素的决策，并为决策提供了一个灵活可重用的框架。

例如，假设我们要决定在一个游戏中将角色向左还是向右移动。我们假设两条路都畅通，没有任何东西阻止角色向任一方向移动，但代码或游戏中的某些东西会影响我们希望移动的方向。一个因素可能是，如果我们之前找到了某个物品，那么我们应该更倾向于向左移动。

理论上，这方面的代码大致是这样的：

if( Itemfound == true )
{
    MoveLeft();
}
else
    MoveRight();

然而事情并非总是如此直接。如果我们找不到物品就不想自动向右移动，因为我们也知道左边有食物，而我们的生命值有点低。代码 then becomes：

if( ItemFound == true )
{
    MoveLeft();
}
else
{
    if( HealthLow == true )
        MoveLeft();
    else
        MoveRight();
}

然后我们突然想起右边有一把大枪，左边还有一个坏人，如果我们要获取生命值，就需要用枪射击他。这时，任何有几周以上编码经验的人都能看出这是怎么回事。代码变得越来越复杂，嵌套条件越来越长，我们正走向一个维护噩梦。这就是模糊决策概念的由来。有了模糊决策类，我们可以先创建几个模糊决策对象，一个用于向左移动，一个用于向右移动，然后比较它们，看看哪个是赢家。代码看起来会是这样的：

FuzzyDecision left = new FuzzyDecision( "Left" );
FuzzyDecision right = new FuzzyDecision( "Right" );

if( ItemFound == true )
    left.IncrementDecision();

if( HealthLow == true )
    left.IncrementDecision();
else
    right.IncrementDecision();
    
if( GunToRight == true )
    right.IncrementDecision();
    
if( BadGuyToLeft == true )
    right.IncrementDecision();
    
FuzzyDecision decision = left.Compare( right );

if( decision.Name == "Left" )
    MoveLeft();
else
    MoveRight();

FuzzyDecision类基本上就是一个计数器类，可以对其进行加法或减法操作，以获得一个最终值，然后该值与其他用于不同决策选项的决策对象进行比较。

FuzzyDecisionSet 类

FuzzyDecisionSet类是一个简单的机制，用于在集合中对可用的决策进行分组。因此，如果决策是决定移动方向，并且选项是左、右、上、下，那么设置集合将是这样的：

FuzzyDecisionSet set = new FuzzyDecisionSet( "WayToMove" );
set.Add( "Left", true );
set.Add( "Right", true );
set.Add( "Up", true );
set.Add( "Down", true );

首先创建 Fuzzy Decision Set，并命名为 WayToMove，然后添加决策的组成部分。这些通过 Add 函数创建为 Fuzzy Decisions，并指定名称和“是否有效”参数，以便在最终决策由 compare 函数决定时将它们标记为有效决策。

FuzzyDecisionSet 类具有函数，可以根据名称或存储在类中的数组中的位置来访问单个决策。因此，为了更新决策，您将使用类似的代码：

set.IncrementByName( "Left" );
set.DecrementByName( "Left" );

或

set.IncrementAt( 0 );
set.DecrementAt( 0 );

两者都会增加和减少集合中的 Left 决策。

最后

提供的示例包含更全面地演示此处提到的类功能的代码，并包括了代码中所有正在发生的事情的打印输出。

历史

  • 2003 年 12 月 11 日：初始发布。

参考文献

  • Tom Archer ( 2001 ) C# 内幕，Microsoft Press
  • Jeffery Richter (2002) Applied Microsoft .NET Framework Programming, Microsoft Press
  • Charles Peltzold ( 2002 ) 使用 C# 编程 Microsoft Windows，Microsoft Press
  • Robinson 等 ( 2001 ) 专业 C#，Wrox
  • Bart Kosko ( 1994 ) 模糊思维，Flamingo
  • Buckley & Eslami ( 2002 ) 模糊逻辑与模糊集导论，Physica-Verlag
  • Earl Cox ( 1999 ) 模糊系统手册，AP Professional
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