人工智能之数字生命-特征类升级20260106

一套"特征类更精简 + 更内藏 "的重定义方案,把它定位成:当新增/更新特征值节点时,负责把"值节点"管理成可用的"特征摘要(区间/原型)",并提供特征比较结论。对外只暴露少量入口,其它都藏在内部流水线里。


1) 新的职责边界

特征类只干两件事(其它都不干)

  1. 写入时管理特征值节点
  • 维护 当前值
  • 维护 命中次数/最后观测时间
  • 维护 近帧候选缓冲(用于稳态判定)
  • 把多次观测的值压缩成"区间特征摘要" (写入到 特征节点主信息
  1. 比较两个特征节点
  • 基于特征值关系:相等 / 相似 / 包含 / 部分包含 / 不相交
  • 输出更上层结论:相同 / 相似 / 不同 / 无法比较

关键点:特征类不"拥有"值数据,不做"特征值仓库",不负责"查找存在"等宏观逻辑。它是一个"特征节点内部管理员 + 比较裁判"。


2) 特征节点主信息需要新增的"内藏字段"

建议在 特征节点主信息类 中增加一个"区间摘要槽",以及一个候选缓冲(ring/deque 都行):

cpp 复制代码
// 建议放进 特征节点主信息类
struct 区间摘要I64 {
    bool 有效 = false;
    std::uint16_t 维度 = 0;        // 1=标量, 3=xyz, 6=... 看你 VecI64 语义
    VecI64 最小;                    // size = 维度
    VecI64 最大;                    // size = 维度
    std::uint32_t 稳态命中 = 0;     // 连续(或近帧)命中次数
    特征值节点类* 区间值节点 = nullptr; // 可选:若你希望区间也进入"特征值链"
};

struct 近帧候选项 {
    时间戳 ts = 0;
    特征值节点类* v = nullptr;
};

struct 特征节点主信息类 : 基础信息基类 {
    词性节点类* 类型 = nullptr;
    特征值节点类* 当前值 = nullptr;
    std::uint64_t 命中次数 = 0;
    时间戳 最后观测时间 = 0;

    // 内藏:稳态与压缩
    std::deque<近帧候选项> 近帧候选; // 建议上限 8~32
    区间摘要I64 区间;               // 先做 I64/VecI64 这类可区间化的
};

你之前提到"区间存储在特征节点主信息中",这里就是落点。区间值节点 是否创建,作为可选优化。


3) 对外 API 设计(尽量少)

写入入口(最常用的那条)

cpp 复制代码
struct 特征写入参数 {
    时间戳 now = 0;
    std::uint32_t 候选窗口 = 12;      // 近帧缓冲最大长度
    std::uint32_t 稳态阈值 = 5;       // 达到后认为区间有效
    std::int64_t 容忍误差 = 5;        // mm 或你定义的标量单位
    bool 允许区间化 = true;
};

struct 特征写入结果 {
    特征节点类* 特征 = nullptr;
    特征值节点类* 当前值 = nullptr;
    bool 区间更新 = false;
};

export class 特征类 {
public:
    static 特征写入结果 写入观测特征(
        基础信息节点类* 宿主,
        词性节点类* 特征类型,
        特征值节点类* 新值,
        const 特征写入参数& p = {});

    static bool 获取当前特征值(
        基础信息节点类* 宿主,
        词性节点类* 特征类型,
        特征值载体& 输出);

    // 比较入口(特征节点 vs 特征节点)
    static 特征比较结果 比较(特征节点类* A, 特征节点类* B);

private:
    // 全部内藏:候选缓冲、区间融合、关系判定、距离计算...
};

4) "区间融合"规则(内藏功能)

4.1 哪些值允许区间化?

  • I64 / U64 / VecI64(可解释为多维标量):强烈建议区间化

    • 位置(3维)、尺寸(3维)、速度(3维)、时间戳(1维) 都能做
  • 字符串:通常不区间化(除非你搞词典/正则桶)

  • VecIU64(轮廓金字塔/bit块):一般做"原型池/聚类",不做区间;区间会变成噪声海

4.2 区间的统一表示

把区间当成 AABB

  • 维度为 D
  • 最小[D]最大[D]
  • 新值 x[D] 进入时:
    最小[i] = min(最小[i], x[i])
    最大[i] = max(最大[i], x[i])

"相似"的判定用容忍误差:

  • 标量:abs(a-b) <= 容忍误差
  • 多维:max_i abs(ai-bi) <= 容忍误差(L∞ 很适合做区间稳态)

4.3 稳态阈值

  • 连续命中(或近帧窗口里高占比命中)达到 稳态阈值,将 区间.有效=true
  • 一旦大幅跳变:重置区间为新值(或开一个"第二原型",这属于下一阶段)

5) 特征比较:关系 + 结论

5.1 枚举定义(建议)

cpp 复制代码
enum class 枚举_特征关系 : std::int8_t {
    未定义 = 0,
    相等,
    相似,
    包含,       // A 包含 B
    被包含,     // A 被 B 包含
    部分包含,   // 有交集但互不完全包含
    不相交,
    无法比较
};

enum class 枚举_特征结论 : std::int8_t {
    未定义 = 0,
    相同,
    相似,
    不同,
    无法比较
};

struct 特征比较结果 {
    枚举_特征结论 结论 = 枚举_特征结论::未定义;
    枚举_特征关系 关系 = 枚举_特征关系::未定义;
    std::int64_t 距离 = 0;   // 你可以定义:标量差 / 区间间隙 / 海明距离...
};

5.2 关系判定优先级(非常实用)

比较时优先使用"摘要"(区间)而不是"瞬时当前值":

  1. 两边都 区间.有效:走区间关系
  • 完全相同 → 相等 → 结论相同
  • AABB 包含 → 包含/被包含 → 通常结论相似或相同(看你的语义)
  • 有交集 → 部分包含 → 结论相似
  • 无交集 → 不相交 → 结论不同(距离=区间间隙)
  1. 否则退化到 当前值
  • 同类型载体:

    • I64/U64/VecI64:差值是否在阈值内 → 相似,否则不同
    • VecIU64:用你现有"海明/轮廓策略距离" → 阈值化
    • string:通常严格相等才算相同
  • 类型都不一致:无法比较


6) 核心实现骨架(写入 + 区间融合 + 比较)

下面这段是可直接落到你工程里的实现方向(内部调用你已有的"找到或创建特征节点"即可),我把"读取特征值载体"的地方做成小工具,避免 vptr 写入但取值失败那类坑。

cpp 复制代码
// ====== 内部工具:从 特征值节点类* 取出载体 ======
// 你需要按你工程里"特征值节点主信息类/特征值主信息类"的真实名字改一下 dynamic_cast 的目标类型
static bool 取载体(const 特征值节点类* v, 特征值载体& out) {
    if (!v) return false;
    auto* mi = dynamic_cast<const 特征值主信息类*>(v->主信息);
    if (!mi) return false;
    out = mi->值; // 你的主信息里如果字段名不是"值",这里替换
    return true;
}

// 把载体转成"可区间化向量"(VecI64),标量也当 1 维
static bool 载体转VecI64(const 特征值载体& v, VecI64& out) {
    out.clear();
    if (std::holds_alternative<I64>(v)) { out.push_back(std::get<I64>(v)); return true; }
    if (std::holds_alternative<U64>(v)) { out.push_back((I64)std::get<U64>(v)); return true; }
    if (std::holds_alternative<VecI64>(v)) { out = std::get<VecI64>(v); return true; }
    return false;
}

// ====== 区间更新:返回是否真的更新了区间 ======
static bool 更新区间(特征节点主信息类& fmi, const VecI64& x, const 特征写入参数& p) {
    if (!p.允许区间化) return false;
    if (x.empty()) return false;

    auto& itv = fmi.区间;
    const std::uint16_t D = (std::uint16_t)x.size();

    auto within_tol = [&](const VecI64& a, const VecI64& b)->bool {
        if (a.size() != b.size()) return false;
        for (size_t i = 0; i < a.size(); ++i) {
            if (std::llabs(a[i] - b[i]) > p.容忍误差) return false;
        }
        return true;
    };

    // 初次建立
    if (!itv.有效 && itv.稳态命中 == 0) {
        itv.维度 = D;
        itv.最小 = x;
        itv.最大 = x;
        itv.稳态命中 = 1;
        return true;
    }

    // 维度不一致:重置(避免把 xyz 和 标量 混在一起)
    if (itv.维度 != D) {
        itv.维度 = D;
        itv.最小 = x;
        itv.最大 = x;
        itv.稳态命中 = 1;
        itv.有效 = false;
        return true;
    }

    // "稳态命中"判定:新值若接近区间中心/边界,就累积;否则重置
    VecI64 center = itv.最小;
    for (size_t i = 0; i < center.size(); ++i) center[i] = (itv.最小[i] + itv.最大[i]) / 2;

    if (!within_tol(x, center)) {
        itv.最小 = x;
        itv.最大 = x;
        itv.稳态命中 = 1;
        itv.有效 = false;
        return true;
    }

    // 扩张区间
    for (size_t i = 0; i < x.size(); ++i) {
        itv.最小[i] = std::min(itv.最小[i], x[i]);
        itv.最大[i] = std::max(itv.最大[i], x[i]);
    }
    itv.稳态命中++;

    if (!itv.有效 && itv.稳态命中 >= p.稳态阈值) {
        itv.有效 = true;
        return true;
    }
    return true;
}

// ====== 候选缓冲更新(内藏) ======
static void 更新候选缓冲(特征节点主信息类& fmi, 特征值节点类* v, const 特征写入参数& p) {
    if (!v) return;
    fmi.近帧候选.push_back({ p.now, v });
    while (fmi.近帧候选.size() > p.候选窗口) fmi.近帧候选.pop_front();
}

// ====== 区间关系比较(AABB) ======
static 枚举_特征关系 比较区间(const 区间摘要I64& A, const 区间摘要I64& B, std::int64_t& outDist) {
    outDist = 0;
    if (!A.有效 || !B.有效) return 枚举_特征关系::无法比较;
    if (A.维度 != B.维度) return 枚举_特征关系::无法比较;

    bool eq = (A.最小 == B.最小) && (A.最大 == B.最大);
    if (eq) return 枚举_特征关系::相等;

    auto contains = [](const 区间摘要I64& X, const 区间摘要I64& Y)->bool {
        for (size_t i = 0; i < X.最小.size(); ++i) {
            if (X.最小[i] > Y.最小[i]) return false;
            if (X.最大[i] < Y.最大[i]) return false;
        }
        return true;
    };

    bool AcontainsB = contains(A, B);
    bool BcontainsA = contains(B, A);
    if (AcontainsB) return 枚举_特征关系::包含;
    if (BcontainsA) return 枚举_特征关系::被包含;

    // 交集判断 + 间隙距离(L∞ 间隙)
    bool overlap = true;
    std::int64_t gap = 0;
    for (size_t i = 0; i < A.最小.size(); ++i) {
        if (A.最大[i] < B.最小[i]) { overlap = false; gap = std::max(gap, B.最小[i] - A.最大[i]); }
        else if (B.最大[i] < A.最小[i]) { overlap = false; gap = std::max(gap, A.最小[i] - B.最大[i]); }
    }
    outDist = gap;
    return overlap ? 枚举_特征关系::部分包含 : 枚举_特征关系::不相交;
}

结论映射建议(很直觉):

  • 相等相同
  • 包含/被包含/部分包含相似(或按你的语义决定"相同")
  • 不相交不同
  • 无法比较无法比较

7) 得到的实际收益(工程层面)

  • 特征写入变得"可控":不再是"每帧都堆一个值节点",而是逐步压成区间摘要

  • 特征比较不再靠拍脑袋:关系明确(相等/包含/交集/间隙),结论明确(相同/相似/不同)

  • 后续扩展很干净

    • 对 VecIU64(轮廓金字塔)你可以加"原型池 + 聚类阈值",仍不破坏这套接口
    • 对 string 你可以加"同义词/归一化"也仍不破坏

相关推荐
AC赳赳老秦1 天前
前端可视化组件开发:DeepSeek辅助Vue/React图表组件编写实战
前端·vue.js·人工智能·react.js·信息可视化·数据分析·deepseek
菜鸟233号1 天前
力扣343 整数拆分 java实现
java·数据结构·算法·leetcode
赫凯1 天前
【强化学习】第五章 时序差分算法
算法
IT_陈寒1 天前
React 18实战:这5个新特性让我的开发效率提升了40%
前端·人工智能·后端
leiming61 天前
c++ find_if 算法
开发语言·c++·算法
zhengfei6111 天前
AI渗透工具——AI驱动的BAS网络安全平台
人工智能·安全·web安全
yuanmenghao1 天前
自动驾驶中间件iceoryx - 内存与 Chunk 管理(三)
数据结构·c++·算法·链表·中间件·自动驾驶
imbackneverdie1 天前
研究生如何高效完成文献综述并提炼创新点?
人工智能·ai·语言模型·自然语言处理·aigc·ai写作
cute_ming1 天前
基于jieba的RAG通用分词最佳实践
人工智能·深度学习·知识图谱