管道与过滤器架构模式解析

在软件开发中，架构模式是指导设计决策的模板，它们为解决特定问题提供了经过验证的方法。管道与过滤器架构模式是一种常见的设计模式，它适用于处理连续的数据流。本文将详细解析管道与过滤器模式的基本概念、实现方法以及在AI工具中的应用。

管道与过滤器的基本概念

以一家矿泉水制造厂为例，该厂需要对含有病毒、细菌、颜色、盐分、沙子、石头和草的水进行处理。解决方案是添加几个过滤器，通过管道清洁水。这样，他们可以将矿泉水保留到水箱中。在这个场景中，过滤器具有输入管道和输出管道，过滤器通过管道连接，一个过滤器的输出成为下一个过滤器的输入。

管道与过滤器架构模式

管道与过滤器架构模式包含两个子系统：管道和过滤器。过滤器负责处理数据，而管道则是连接两个过滤器的连接器。当需要处理连续数据流时，这种架构模式尤为适用。

何时使用管道与过滤器

如果有一个需要一系列处理过程的连续数据流，那么管道与过滤器架构模式就是需要的。例如，一个组织需要验证员工的教育历史。在这种情况下，他们需要一个工具来找出员工获得的最高学位。

使用管道与过滤器模式实现AI工具

假设是一家组织的员工，已经完成了计算机科学的学士和硕士学位。组织将考虑最高学位类别，即硕士学位。在这种情况下，学士学位将被忽略。因此，他们需要一个工具来找出最高获得的学位。这个工具有两个部分：分类学位和挑选最高获得的学位。

如果员工拥有如理学学士和理学硕士这样的学位，那么“理学学士”属于学士类别，“理学硕士”属于硕士类别。

从候选人的学位中找出可能的类别，过滤出最高类别和排名。

小型AI工具的基本概念

数据源是一个字典，取两个数据源字典如下：辅助词字典和主关键词字典。辅助词本身没有意义，但有助于构成句子。主关键词将帮助确定学位的类别。

管道与过滤器核心接口的类图

实现核心接口时，接口使用泛型类型。因此，需要定义自己的数据输入模型以及接收模型。这些需要在过滤器类中使用。

过滤器实现

候选人过滤器类将继承FilterBase类，并且只需要实现一个名为process的方法。现在可以实现任意多的过滤器。

将数据传递到框架的通道

初始化以下对象，如输入数据模型、SingleTemplateChannel和MainChannelStaters类。接下来，初始化ModelForSetupFilters模型类，并将所需的过滤器注入其中，然后将其发送到singleChannel。SingleChannel将注册ModelForSetupFilters中的所有过滤器。

并行处理通道

可以包含任意多的过滤器和通道。每个输入将通过通道传递，每个通道将持有一个过滤器列表。例如，如果有五个教育历史，那么就需要5个通道，并且将同时运行以进行并行处理。

找出最高获得学位的示例

输入：一个糟糕的输入：Master of Bachelor Science bla bla。预期类别：学士。数据处理序列从过滤器开始。

一个糟糕的输入：Master of Bachelor Science bla bla。

结果取决于关键词：Master; Bachelor; Science。

DegreeRankFilter：找出排名点。

ProbabilityDecisionMakingInputFilter：移除较低的类别和排名。

最高点是13.5，类别是学士。因此，输出：Bachelor of Science :==> Points [13.5]; Bachelors :=> Rank 4。所以，学士是需要验证的最高获得的学位。