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# eqpalg 重构变更文档 — 2026-05-15

## 概述

对 eqpalg 核心架构进行系统性重构，消除历史遗留的补丁设计，将 God Class `ExpBase`（1956 行）拆分为 10 个职责清晰的组件和算法子类。

**变更规模**：37 文件，+2876 / -1326 行，22 个 commit。

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## 一、解决的问题

### 1.1 消除双 FunVars 和 is_exp_alg_ 补丁

**根因**：ExpModule 是后来引入的表达式模块，用于让非 ExpBase 算法也能使用前置表达式（PRR）。但 ExpBase 已有自己的表达式管理和 FunVars 实例，两者并存导致：
- 两套 FunVars（ExpBase::fun_vars_ 和 ExpModule::fun_vars_）
- `is_exp_alg_` 引用传递标志，告诉 ExpModule 在 ExpBase 上下文中"闭嘴"
- 两套几乎相同的变量刷新代码（ExpBase::refresh_exp_vars_mem/ihd 和 ExpModule::refresh_exp_vars_mem/ihd_mem）

**解决方案**：创建 `ExpressionEngine` 统一表达式引擎，替代 ExpModule + ExpBase 的表达式管理。

### 1.2 消除反馈状态机碎片化

**根因**：反馈动作的状态转换分散在 4 个方法（`act_start_done`、`act_not_hold`、`act_done`、`act_timeout`）和 4 个布尔标志（`act_started_`、`act_triggered_`、`feedback_triggered_`、`feedback_done_`）中，状态转换路径难以追踪。

**解决方案**：创建 `FbStateMachine` 类，将 7 个状态（Idle → Started → InProgress → Done/NotHold/Timeout）显式建模，变量快照/累积/清零作为状态转换的一部分。

### 1.3 消除 exp_type_ 类型码分支

**根因**：5 种算法类型（Alg 1-5）共用 ExpBase::mon_proc()，通过 `exp_type_` 字段的 16 处条件分支区分行为。

**解决方案**：创建 4 个算法子类（LogicAlg、BoundAlg、BoundHoldAlg、FeedbackAlg），通过多态的 `doMonProc()` 消除类型码。

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## 二、新增组件

### 2.1 ExpressionEngine（统一表达式引擎）

**文件**：`eqpalg/utility/expression_engine.h` / `.cpp`（347 行）

**职责**：
- 所有命名表达式的注册与求值（"act"、"feedback"、"result"、"pre_result"、"sample_X"、"sample_Y"、"dataX" 等）
- 唯一的 FunVars 实例（消除双 FunVars 冲突）
- 统一的变量刷新（从共享内存 / iHyperDB）
- hold(n,T) 变量管理
- FunVars 延迟重置控制（autoReset / markNeedReset / forceReset）

**替代**：ExpModule（已删除） + ExpBase 的表达式管理代码。

### 2.2 FbStateMachine（反馈状态机）

**文件**：`eqpalg/utility/fb_state_machine.h` / `.cpp`（348 行）

**职责**：
- 7 状态显式转换：Idle → Started → InProgress → Done / NotHold / Timeout
- 动作期间的变量快照（snapshotActionStart）和累积更新（updateActionVars）
- 超时检测（含 -32768 防溢出哨兵）
- keep_mode 下触发条件丢失处理
- funVars 重置信号输出

**替代**：ExpBase 的 `act_start_done` / `act_not_hold` / `act_done` / `act_timeout` + 4 个布尔标志。

### 2.3 BoundChecker（上下限检测器）

**文件**：`eqpalg/utility/bound_checker.h` / `.cpp`（90 行）

**职责**：
- 4 种检测模式（双侧 / OnlyLeft / OnlyRight / ErrorMode）
- 哨兵值 -32768/32767/32768 自动推导检测模式
- `isOutOfBounds(value)` 统一接口

**替代**：ExpBase::detect_up_down() + detect_mode_ / limit_down_ / limit_up_。

### 2.4 StatCollector（统计学习收集器）

**文件**：`eqpalg/utility/stat_collector.h` / `.cpp`（206 行）

**职责**：
- DAA::STA 分布统计生命周期管理
- cron 进程样本批量处理（processCron）
- 置信区间从 DB2 加载（reloadCiDist）
- 统计删除与重置（reset）

**替代**：ExpBase::cron_proc() 中的 STA 管理逻辑 + reload_ci_dist()。

### 2.5 算法子类

| 类 | 文件 | 行数 | 对应 Alg ID |
|----|------|------|------------|
| LogicAlg | `algs/logic_alg.h/.cpp` | 36 | 1（实时逻辑判断） |
| BoundAlg | `algs/bound_alg.h/.cpp` | 85 | 2（监控变量-上下限） |
| BoundHoldAlg | `algs/bound_hold_alg.h/.cpp` | 76 | 5（持续超限监控） |
| FeedbackAlg | `algs/feedback_alg.h/.cpp` | 132 | 3/4（动作反馈） |

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## 三、删除项

| 删除项 | 原位置 | 替代 |
|--------|--------|------|
| ExpModule 类 | `utility/ExpModule.h/.cc`（250 行） | ExpressionEngine |
| `is_exp_alg_` 标志 | AlgBase + ExpModule 引用传递链 | 无需替代 |
| `exp_act_` / `exp_feedback_` / `exp_result_` | ExpBase 成员 | `expr_engine_->evaluate("act"/"feedback"/"result")` |
| `fun_vars_`（ExpBase 副本） | ExpBase 成员 | ExpressionEngine 内部唯一实例 |
| `act_start_done/not_hold/done/timeout` | ExpBase 4 个方法 | FbStateMachine::update() |
| `act_started_/triggered_/fb_triggered_/fb_done_` | ExpBase 4 个布尔标志 | FbStateMachine 内部状态枚举 |
| `m_timemode` | ExpBase 成员 | FbStateMachine::isTimeMode() |
| `refresh_exp_vars_mem/ihd` | ExpBase 方法 | ExpressionEngine::refreshFromMemory/refreshFromIhdRow |
| `first_fill_mm_vars` | ExpBase 方法（~110 行） | ExpressionEngine::firstFill |
| `auto_fun_vars_reset` | ExpBase 方法 | ExpressionEngine::autoResetFunVars |
| `detect_up_down` | ExpBase 方法 | BoundChecker::isOutOfBounds |
| `exp_type_` 分支（16 处） | ExpBase::mon_proc/init/exec_task 等 | 算法子类多态 |

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## 四、ExpBase 瘦身效果

| 指标 | 重构前 | 重构后 | 变化 |
|------|--------|--------|------|
| exp_base.h 行数 | 368 | 269 | -27% |
| exp_base.cpp 行数 | 1588 | 836 | -47% |
| 总行数 | 1956 | 1105 | **-43%** |
| exp_type_ 类型码分支 | 16 处 | 0 | 消除 |
| 布尔状态标志 | 12 个 | ~3 个 | -75% |
| mon_proc() 行数 | 195 | 7 | -96% |
| 方法总数 | 40+ | ~20 | -50% |

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## 五、测试

新增 77 个单元测试，分布在 3 个测试文件：

| 测试文件 | 用例数 | 覆盖组件 |
|----------|--------|---------|
| `test/test_expression_engine.cc` | 14 | 表达式注册/求值、FunVars、多表达式、变量刷新 |
| `test/test_fb_state_machine.cc` | 11 | 7 状态转换、变量快照/累积、超时、NotHold、forceReset |
| `test/test_algorithms.cc` | 52 | LogicAlg、BoundAlg（含 BoundChecker）、BoundHoldAlg、FeedbackAlg、ExpTimes、FaultCode gitbit、Roller3 median/extractTagNumbers |

测试框架沿用 RNG 子项目的轻量级 harness（`test_harness.h`），无 Boost.Test 依赖。

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## 六、架构变更图

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BEFORE                                  AFTER
════════                                ════════

AlgBase                                 AlgBase
├── ExpModule (PRR only)                └── ExpressionEngine (所有表达式)
├── is_exp_alg_ (补丁标志)
│                                       
ExpBase (1956行)                        ExpBase (1105行, 薄抽象层)
├── exp_act_/exp_fb_/exp_res_           ├── doMonProc() = 0 (纯虚)
├── fun_vars_ (副本1)                   ├── ExpressionEngine& (继承)
├── 变量刷新 (副本1)                    ├── FbStateMachine
├── 反馈状态机 (4方法+4标志)            ├── BoundChecker
├── 上下限检测                          ├── StatCollector
├── 统计学习                            └── doInitExtend() (钩子)
├── 16处 exp_type_ 分支                    
│                                       LogicAlg (36行) — Alg 1
ExpModule (250行)                       BoundAlg (85行) — Alg 2
├── fun_vars_ (副本2)                   BoundHoldAlg (76行) — Alg 5
├── 变量刷新 (副本2)                    FeedbackAlg (132行) — Alg 3/4
└── is_exp_alg_& (告诉它闭嘴)
```

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## 七、Commit 历史

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ca2147e test: 核心算法单元测试
032f0d0 refactor: 切换 build_algorithm 工厂到算法子类 + CMake 更新
ae7834a refactor: 算法子类化 — 消除 exp_type_ 分支
4f8eecd refactor: 提取 StatCollector 统计学习组件
b9cf5f4 refactor: 提取 BoundChecker 上下限检测组件
c4bcb66 refactor: 删除旧反馈状态方法和标志
0106e55 refactor: 集成 FbStateMachine 到 ExpBase::mon_proc()
fad4ee8 test: FbStateMachine 状态转换单元测试
9f66fc1 feat: FbStateMachine 状态转换 + 变量操作实现
f2f6d6f feat: 添加 FbStateMachine 头文件
e9b2c17 refactor: 删除 ExpModule 类
3f8d281 fix: 清理 ExpBase 子类残留引用
38d0942 refactor: 非 ExpBase 算法适配 ExpressionEngine API
7c2fe7f refactor: ExpBase 表达式管理迁移到 ExpressionEngine
96ca4d0 refactor: AlgBase 从 ExpModule 迁移到 ExpressionEngine
f10da49 test: ExpressionEngine 单元测试用例
693d3b5 feat: ExpressionEngine firstFill + printVars 实现
e575efd feat: ExpressionEngine FunVars 控制 + hold 变量管理
5017368 feat: ExpressionEngine 变量刷新实现
da9eb2e feat: ExpressionEngine 核心实现
2f7ca1e feat: 添加 ExpressionEngine 头文件声明
ec8e44c test: 为 eqpalg 添加测试基础设施
```