mirror of
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884 lines
42 KiB
Swift
884 lines
42 KiB
Swift
//
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// LearningMemory.swift
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// Keyboard
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//
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// Created by ensan on 2021/02/01.
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// Copyright © 2021 ensan. All rights reserved.
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//
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import Foundation
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import SwiftUtils
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private struct MetadataElement: CustomDebugStringConvertible {
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init(day: UInt16, count: UInt8) {
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self.lastUsedDay = day
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||
self.lastUpdatedDay = day
|
||
self.count = count
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||
}
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var lastUsedDay: UInt16
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var lastUpdatedDay: UInt16
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var count: UInt8
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var debugDescription: String {
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"(lastUsedDay: \(lastUsedDay), lastUpdatedDay: \(lastUpdatedDay), count: \(count))"
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}
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}
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/// 長期記憶用の構造体
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struct LongTermLearningMemory {
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private static func pauseFileURL(directoryURL: URL) -> URL {
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directoryURL.appendingPathComponent(".pause", isDirectory: false)
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||
}
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||
private static func loudsFileURL(asTemporaryFile: Bool, directoryURL: URL) -> URL {
|
||
if asTemporaryFile {
|
||
return directoryURL.appendingPathComponent("memory.louds.2", isDirectory: false)
|
||
} else {
|
||
return directoryURL.appendingPathComponent("memory.louds", isDirectory: false)
|
||
}
|
||
}
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||
private static func metadataFileURL(asTemporaryFile: Bool, directoryURL: URL) -> URL {
|
||
if asTemporaryFile {
|
||
return directoryURL.appendingPathComponent("memory.memorymetadata.2", isDirectory: false)
|
||
} else {
|
||
return directoryURL.appendingPathComponent("memory.memorymetadata", isDirectory: false)
|
||
}
|
||
}
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private static func loudsCharsFileURL(asTemporaryFile: Bool, directoryURL: URL) -> URL {
|
||
if asTemporaryFile {
|
||
return directoryURL.appendingPathComponent("memory.loudschars2.2", isDirectory: false)
|
||
} else {
|
||
return directoryURL.appendingPathComponent("memory.loudschars2", isDirectory: false)
|
||
}
|
||
}
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||
private static func loudsTxt3FileURL(_ value: String, asTemporaryFile: Bool, directoryURL: URL) -> URL {
|
||
if asTemporaryFile {
|
||
return directoryURL.appendingPathComponent("memory\(value).loudstxt3.2", isDirectory: false)
|
||
} else {
|
||
return directoryURL.appendingPathComponent("memory\(value).loudstxt3", isDirectory: false)
|
||
}
|
||
}
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private static func fileExist(_ url: URL) -> Bool {
|
||
FileManager.default.fileExists(atPath: url.path)
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||
}
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/// 上書きする関数
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/// - Parameters:
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/// - fromURL: 上書きする内容を持ったファイル。消去はされない。
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/// - toURL: 上書きされるファイル。元あったファイルは消去され、`fromURL`で指定された中身になる。
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private static func overwrite(from fromURL: URL, to toURL: URL) throws {
|
||
// これは成功してもしなくても良い
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// - ファイルが存在して削除ができない場合はエラーにしたいが、その後のcopyが失敗するので問題ない。
|
||
// - ファイルが存在せず削除ができない場合はエラーにしたくないが、その後のcopyが成功するので問題ない。
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||
try? FileManager.default.removeItem(at: toURL)
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||
// `.2`ファイルは残したままreplaceを実施する。
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try FileManager.default.copyItem(at: fromURL, to: toURL)
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||
}
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/// 学習が壊れた状態にあるか判定する関数
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/// - note: 壊れている場合、一時的に学習をオフにすると良い。
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static func memoryCollapsed(directoryURL: URL) -> Bool {
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fileExist(pauseFileURL(directoryURL: directoryURL))
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}
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static var txtFileSplit: Int { 2048 }
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private static func BoolToUInt64(_ bools: [Bool]) -> [UInt64] {
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let unit = 64
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||
let value = bools.count.quotientAndRemainder(dividingBy: unit)
|
||
let _bools = bools + [Bool].init(repeating: true, count: (unit - value.remainder) % unit)
|
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var result = [UInt64]()
|
||
for i in 0...value.quotient {
|
||
var value: UInt64 = 0
|
||
for j in 0..<unit {
|
||
value += (_bools[i * unit + j] ? 1:0) << (unit - j - 1)
|
||
}
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||
result.append(value)
|
||
}
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return result
|
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}
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/// - note:
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/// この関数は出現数(`metadata.count`)と単語の長さ(`dicdata.ruby.count`)に基づいてvalueを決める。
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||
/// 出現数が大きいほどvalueは大きくなり、単語が長いほどvalueは大きくなる。
|
||
/// 特に、単語の長さが1のとき、値域は`[-5, -8]`となる。一方単語の長さが2であれば値域は`[-3, -6]`であり、長さ4ならば`[-2, -5]`となる。
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||
fileprivate static func valueForData(metadata: MetadataElement, dicdata: DicdataElement) -> PValue {
|
||
let d = 1 - Double(metadata.count) / 255
|
||
return PValue(-1 - 4 / Double(dicdata.ruby.count) - 3 * pow(d, 3))
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}
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fileprivate struct MetadataBlock {
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var metadata: [MetadataElement]
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func makeBinary() -> Data {
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var data = Data()
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var metadata: [MetadataElement] = self.metadata.map { MetadataElement(day: $0.lastUsedDay, count: $0.count) }
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||
// エントリのカウントを1byteでエンコード
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var count = UInt8(metadata.count)
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||
data.append(contentsOf: Data(bytes: &count, count: MemoryLayout<UInt8>.size))
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||
for i in metadata.indices {
|
||
data.append(contentsOf: Data(bytes: &metadata[i], count: MemoryLayout<MetadataElement>.size))
|
||
}
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return data
|
||
}
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||
}
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fileprivate struct DataBlock {
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var count: Int {
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data.count
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}
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var ruby: String
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var data: [(word: String, lcid: Int, rcid: Int, mid: Int, score: PValue)]
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init(dicdata: [DicdataElement]) {
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self.ruby = ""
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self.data = []
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for element in dicdata {
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if self.ruby.isEmpty {
|
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self.ruby = element.ruby
|
||
}
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self.data.append((element.word, element.lcid, element.rcid, element.mid, element.value()))
|
||
}
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||
}
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func makeLoudstxt3Entry() -> Data {
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var data = Data()
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||
// エントリのカウントを2byteでエンコード
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var count = UInt16(self.count)
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||
data.append(contentsOf: Data(bytes: &count, count: MemoryLayout<UInt16>.size))
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||
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||
// 数値データ部をエンコード
|
||
// 10byteが1つのエントリに対応するので、10*count byte
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||
for (_, lcid, rcid, mid, score) in self.data {
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||
assert(0 <= lcid && lcid <= UInt16.max)
|
||
assert(0 <= rcid && rcid <= UInt16.max)
|
||
assert(0 <= mid && mid <= UInt16.max)
|
||
var lcid = UInt16(lcid)
|
||
var rcid = UInt16(rcid)
|
||
var mid = UInt16(mid)
|
||
data.append(contentsOf: Data(bytes: &lcid, count: MemoryLayout<UInt16>.size))
|
||
data.append(contentsOf: Data(bytes: &rcid, count: MemoryLayout<UInt16>.size))
|
||
data.append(contentsOf: Data(bytes: &mid, count: MemoryLayout<UInt16>.size))
|
||
var score = Float32(score)
|
||
data.append(contentsOf: Data(bytes: &score, count: MemoryLayout<Float32>.size))
|
||
}
|
||
// wordをエンコード
|
||
// 最先頭の要素はrubyになる
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||
let text = ([self.ruby] + self.data.map { $0.word == self.ruby ? "" : $0.word }).joined(separator: "\t")
|
||
data.append(contentsOf: text.data(using: .utf8, allowLossyConversion: false)!)
|
||
return data
|
||
}
|
||
}
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||
|
||
/// 関連するファイルを全て削除する
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||
static func reset(directoryURL: URL) throws {
|
||
// 全削除する
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||
let fileURLs = try FileManager.default.contentsOfDirectory(at: directoryURL, includingPropertiesForKeys: nil)
|
||
for file in fileURLs {
|
||
if file.isFileURL && (
|
||
// 学習データファイル
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||
file.path.hasSuffix(".loudstxt3")
|
||
|| file.path.hasSuffix(".loudschars2")
|
||
|| file.path.hasSuffix(".memorymetadata")
|
||
|| file.path.hasSuffix(".louds")
|
||
// 一時ファイル
|
||
|| file.path.hasSuffix(".loudstxt3.2")
|
||
|| file.path.hasSuffix(".loudschars2.2")
|
||
|| file.path.hasSuffix(".memorymetadata.2")
|
||
|| file.path.hasSuffix(".louds.2")
|
||
// .pauseファイル
|
||
|| file.path.hasSuffix(".pause")
|
||
// 古い学習機能のデータファイル
|
||
|| file.path.hasSuffix("learningMemory.txt")
|
||
) {
|
||
try FileManager.default.removeItem(at: file)
|
||
}
|
||
}
|
||
}
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||
/// 一時記憶と長期記憶の学習データをマージする
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static func merge(tempTrie: consuming TemporalLearningMemoryTrie, forgetTargets: [DicdataElement] = [], directoryURL: URL, maxMemoryCount: Int, char2UInt8: [Character: UInt8]) throws {
|
||
// MARK: `.pause`ファイルが存在する場合、`merge`を行う前に`.2`ファイルの復活を試み、失敗した場合は`merge`を諦める。
|
||
if fileExist(pauseFileURL(directoryURL: directoryURL)) {
|
||
debug("LongTermLearningMemory merge collapsion detected, trying recovery...")
|
||
try overwriteTempFiles(
|
||
directoryURL: directoryURL,
|
||
loudsFileTemp: nil,
|
||
loudsCharsFileTemp: nil,
|
||
metadataFileTemp: nil,
|
||
loudsTxt3FileCount: nil,
|
||
removingRead2File: true
|
||
)
|
||
}
|
||
|
||
// MARK: ここで、前回のファイルの更新は問題なく成功していることが確認できる
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let startTime = Date()
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let today = LearningManager.today
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var newTrie = consume tempTrie
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||
// 構造:
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// dataCount(UInt32), count, data*count, count, data*count, ...
|
||
// MARK: 読み出しは、`metadataFile`が存在しなかった場合（学習が一切ない場合）に失敗する。
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||
let ltMetadata = (try? Data(contentsOf: metadataFileURL(asTemporaryFile: false, directoryURL: directoryURL))) ?? Data([.zero, .zero, .zero, .zero])
|
||
var metadataOffset = 0
|
||
// 最初の4byteはentry countに対応する
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||
let entryCount = ltMetadata[metadataOffset ..< metadataOffset + 4].toArray(of: UInt32.self)[0]
|
||
metadataOffset += 4
|
||
|
||
debug("LongTermLearningMemory merge entryCount", entryCount, ltMetadata.count)
|
||
|
||
// それぞれのloudstxt3ファイルに対して処理を行う
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for loudstxtIndex in 0 ..< Int(entryCount) / txtFileSplit + 1 {
|
||
let loudstxtData: Data
|
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do {
|
||
loudstxtData = try Data(contentsOf: loudsTxt3FileURL("\(loudstxtIndex)", asTemporaryFile: false, directoryURL: directoryURL))
|
||
} catch {
|
||
debug("LongTermLearningMemory merge failed to read \(loudstxtIndex)", error)
|
||
continue
|
||
}
|
||
// loudstxt3の数
|
||
let count = Int(loudstxtData[0 ..< 2].toArray(of: UInt16.self)[0])
|
||
let indices = loudstxtData[2 ..< 2 + 4 * count].toArray(of: UInt32.self)
|
||
for i in 0 ..< count {
|
||
// メタデータの読み取り
|
||
// 1byteで項目数
|
||
let itemCount = Int(ltMetadata[metadataOffset ..< metadataOffset + 1].toArray(of: UInt8.self)[0])
|
||
metadataOffset += 1
|
||
let metadata = (0 ..< itemCount).map {
|
||
let range = metadataOffset + $0 * MemoryLayout<MetadataElement>.size ..< metadataOffset + ($0 + 1) * MemoryLayout<MetadataElement>.size
|
||
return ltMetadata[range].toArray(of: MetadataElement.self)[0]
|
||
}
|
||
metadataOffset += itemCount * MemoryLayout<MetadataElement>.size
|
||
|
||
// バイナリ内部でのindex
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||
let startIndex = Int(indices[i])
|
||
let endIndex = i == (indices.endIndex - 1) ? loudstxtData.endIndex : Int(indices[i + 1])
|
||
let elements = LOUDS.parseBinary(binary: loudstxtData[startIndex ..< endIndex])
|
||
// 該当部分を取り出してメタデータに従ってフィルター、trieに追加
|
||
guard let ruby = elements.first?.ruby,
|
||
let chars = LearningManager.keyToChars(ruby, char2UInt8: char2UInt8) else {
|
||
continue
|
||
}
|
||
var newDicdata: [DicdataElement] = []
|
||
var newMetadata: [MetadataElement] = []
|
||
assert(elements.count == metadata.count, "elements count and metadata count must be equal.")
|
||
for (dicdataElement, metadataElement) in zip(elements, metadata) {
|
||
// 忘却対象である場合は弾く
|
||
if forgetTargets.contains(dicdataElement) {
|
||
debug("LongTermLearningMemory merge stopped because it is a forget target", dicdataElement)
|
||
continue
|
||
}
|
||
if ruby != dicdataElement.ruby {
|
||
debug("LongTermLearningMemory merge stopped because dicdataElement has different ruby", dicdataElement, ruby)
|
||
continue
|
||
}
|
||
var metadataElement = metadataElement
|
||
if today < metadataElement.lastUpdatedDay || today < metadataElement.lastUsedDay {
|
||
// 変なデータが入っているとアンダーフローが起こるため、明示的に新しいデータを入れ直す
|
||
metadataElement = MetadataElement(day: today, count: 1)
|
||
}
|
||
guard today - metadataElement.lastUsedDay < 128 else {
|
||
// 128日以上使っていない単語は除外
|
||
debug("LongTermLearningMemory merge stopped because metadata is strange", dicdataElement, metadataElement, today)
|
||
continue
|
||
}
|
||
var dicdataElement = dicdataElement
|
||
// 32日ごとにカウントを半減させる
|
||
while today - metadataElement.lastUpdatedDay > 32 {
|
||
metadataElement.count >>= 1
|
||
metadataElement.lastUpdatedDay += 32
|
||
}
|
||
// カウントがゼロになる場合除外
|
||
guard metadataElement.count > 0 else {
|
||
debug("LongTermLearningMemory merge stopped because count is zero", dicdataElement, metadataElement)
|
||
continue
|
||
}
|
||
dicdataElement.baseValue = valueForData(metadata: metadataElement, dicdata: dicdataElement)
|
||
newDicdata.append(dicdataElement)
|
||
newMetadata.append(metadataElement)
|
||
}
|
||
newTrie.append(dicdata: newDicdata, chars: chars, metadata: newMetadata)
|
||
}
|
||
// メモリ数上限を超過した場合、長いものから捨てる
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||
if newTrie.dicdata.count > maxMemoryCount {
|
||
break
|
||
}
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||
}
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||
// newTrieのデータからLOUDSを作り書き出す
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try self.update(trie: newTrie, directoryURL: directoryURL)
|
||
debug("LongTermLearningMemory merge ⏰", Date().timeIntervalSince(startTime), newTrie.dicdata.count)
|
||
}
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fileprivate static func make_loudstxt3(lines: [DataBlock]) -> Data {
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||
let lc = lines.count // データ数
|
||
let count = Data(bytes: [UInt16(lc)], count: 2) // データ数をUInt16でマップ
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||
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||
let data = lines.map { $0.makeLoudstxt3Entry() }
|
||
let body = data.reduce(Data(), +) // データ
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||
|
||
let header_endIndex: UInt32 = 2 + UInt32(lc) * UInt32(MemoryLayout<UInt32>.size)
|
||
let headerArray = data.dropLast().reduce(into: [header_endIndex]) {array, value in // ヘッダの作成
|
||
array.append(array.last! + UInt32(value.count))
|
||
}
|
||
|
||
let header = Data(bytes: headerArray, count: MemoryLayout<UInt32>.size * headerArray.count)
|
||
let binary = count + header + body
|
||
|
||
return binary
|
||
}
|
||
|
||
enum UpdateError: Error {
|
||
/// `.pause`が存在するため更新を停止する場合
|
||
case pauseFileExist
|
||
}
|
||
|
||
/// ファイルを安全に書き出すため、以下の手順を取る
|
||
///
|
||
/// 1. 各ファイルを`memory.louds.2`のように書き出す
|
||
/// 2. `.pause`を書き出す
|
||
/// 3. それぞれの`.2`を元ファイルの位置にコピーする
|
||
/// 4. `.pause`を削除する
|
||
///
|
||
/// このとき、読み出し側では
|
||
/// * `.pause`がない場合、`.2`のつかないファイルを読み出す。
|
||
/// * `.pause`がある場合、適当なタイミングで上記ステップの`3`以降を再実行する。また、`.pause`がある場合、学習機能を停止する。
|
||
///
|
||
/// 上記手順では`.pause`がない間は`.2`のつかないファイルが整合性を保っており、`.pause`がある場合は`.2`のつくファイルが整合性を保っているため、常に整合性を保ったファイルを維持することができる。
|
||
///
|
||
/// 例えば1のステップの実行中にエラーが生じた場合、次回キーボードを開いた際は単に更新前のファイルを読み込む。
|
||
///
|
||
/// 3のステップの実行中にエラーが生じた場合、次回キーボードを開いた際は学習を停止状態にする。ついで閉じる際に再度ステップ3を実行することで、安全に全てのファイルを更新することができる。
|
||
static func update(trie: TemporalLearningMemoryTrie, directoryURL: URL) throws {
|
||
// MARK: `.pause`の存在を確認し、存在していれば失敗させる
|
||
// この場合、先に復活作業を実施すべきである
|
||
guard !fileExist(pauseFileURL(directoryURL: directoryURL)) else {
|
||
throw UpdateError.pauseFileExist
|
||
}
|
||
|
||
// MARK: 各ファイルを`.2`で書き出す
|
||
var nodes2Characters: [UInt8] = [0x0, 0x0]
|
||
var dicdata: [DataBlock] = [.init(dicdata: []), .init(dicdata: [])]
|
||
var metadata: [MetadataBlock] = [.init(metadata: []), .init(metadata: [])]
|
||
var bits: [Bool] = [true, false]
|
||
var currentNodes: [(UInt8, Int)] = trie.nodes[0].children.sorted(by: {$0.key < $1.key})
|
||
bits += [Bool](repeating: true, count: currentNodes.count) + [false]
|
||
while !currentNodes.isEmpty {
|
||
currentNodes.forEach {char, nodeIndex in
|
||
nodes2Characters.append(char)
|
||
dicdata.append(DataBlock(dicdata: trie.nodes[nodeIndex].dataIndices.map {trie.dicdata[$0]}))
|
||
metadata.append(MetadataBlock(metadata: trie.nodes[nodeIndex].dataIndices.map {trie.metadata[$0]}))
|
||
|
||
bits += [Bool](repeating: true, count: trie.nodes[nodeIndex].children.count) + [false]
|
||
}
|
||
currentNodes = currentNodes.flatMap {(_, nodeIndex) in trie.nodes[nodeIndex].children.sorted(by: {$0.key < $1.key})}
|
||
}
|
||
|
||
let bytes = Self.BoolToUInt64(bits)
|
||
let loudsFileTemp = loudsFileURL(asTemporaryFile: true, directoryURL: directoryURL)
|
||
do {
|
||
let binary = Data(bytes: bytes, count: bytes.count * 8)
|
||
try binary.write(to: loudsFileTemp)
|
||
}
|
||
|
||
let loudsCharsFileTemp = loudsCharsFileURL(asTemporaryFile: true, directoryURL: directoryURL)
|
||
do {
|
||
let binary = Data(bytes: nodes2Characters, count: nodes2Characters.count)
|
||
try binary.write(to: loudsCharsFileTemp)
|
||
}
|
||
let metadataFileTemp = metadataFileURL(asTemporaryFile: true, directoryURL: directoryURL)
|
||
do {
|
||
let binary = Data(bytes: [UInt32(metadata.count)], count: 4) // エントリ数をUInt32でマップ
|
||
let result = metadata.reduce(into: binary) {
|
||
$0.append(contentsOf: $1.makeBinary())
|
||
}
|
||
try result.write(to: metadataFileTemp)
|
||
}
|
||
|
||
let loudsTxt3FileCount: Int
|
||
do {
|
||
loudsTxt3FileCount = ((dicdata.count) / txtFileSplit) + 1
|
||
let indiceses: [Range<Int>] = (0..<loudsTxt3FileCount).map {
|
||
let start = $0 * txtFileSplit
|
||
let _end = ($0 + 1) * txtFileSplit
|
||
let end = dicdata.count < _end ? dicdata.count:_end
|
||
return start..<end
|
||
}
|
||
|
||
for indices in indiceses {
|
||
do {
|
||
let start = indices.startIndex / txtFileSplit
|
||
let binary = make_loudstxt3(lines: Array(dicdata[indices]))
|
||
try binary.write(to: loudsTxt3FileURL("\(start)", asTemporaryFile: true, directoryURL: directoryURL), options: .atomic)
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// MARK: `.pause`ファイルを書き出す
|
||
try Data().write(to: pauseFileURL(directoryURL: directoryURL))
|
||
|
||
// MARK: 各`.2`のファイルで元のファイルを上書きする
|
||
try overwriteTempFiles(
|
||
directoryURL: directoryURL,
|
||
loudsFileTemp: loudsFileTemp,
|
||
loudsCharsFileTemp: loudsCharsFileTemp,
|
||
metadataFileTemp: metadataFileTemp,
|
||
loudsTxt3FileCount: loudsTxt3FileCount,
|
||
// MARK: 成功の場合、`.pause`ファイルも削除する
|
||
removingRead2File: true
|
||
)
|
||
}
|
||
|
||
/// - note: 上書きが全て成功するまで、一時ファイルは削除してはいけない。安全のため、`.pause`を除きそもそも一時ファイルを一切削除しないようにする。
|
||
private static func overwriteTempFiles(directoryURL: URL, loudsFileTemp: URL?, loudsCharsFileTemp: URL?, metadataFileTemp: URL?, loudsTxt3FileCount: Int?, removingRead2File: Bool) throws {
|
||
try overwrite(
|
||
from: loudsCharsFileTemp ?? loudsCharsFileURL(asTemporaryFile: true, directoryURL: directoryURL),
|
||
to: loudsCharsFileURL(asTemporaryFile: false, directoryURL: directoryURL)
|
||
)
|
||
try overwrite(
|
||
from: metadataFileTemp ?? metadataFileURL(asTemporaryFile: true, directoryURL: directoryURL),
|
||
to: metadataFileURL(asTemporaryFile: false, directoryURL: directoryURL)
|
||
)
|
||
if let loudsTxt3FileCount {
|
||
for i in 0 ..< loudsTxt3FileCount {
|
||
try overwrite(
|
||
from: loudsTxt3FileURL("\(i)", asTemporaryFile: true, directoryURL: directoryURL),
|
||
to: loudsTxt3FileURL("\(i)", asTemporaryFile: false, directoryURL: directoryURL)
|
||
)
|
||
}
|
||
} else {
|
||
let fileURLs = try FileManager.default.contentsOfDirectory(at: directoryURL, includingPropertiesForKeys: nil)
|
||
for file in fileURLs {
|
||
if file.isFileURL && file.path.hasSuffix(".loudstxt3.2") {
|
||
try overwrite(from: file, to: URL(fileURLWithPath: String(file.path.dropLast(2))))
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
// 読み出し側で最初に読み出されるのは`.louds`なので、これを最後に書き出す方が安全
|
||
try overwrite(
|
||
from: loudsFileTemp ?? loudsFileURL(asTemporaryFile: true, directoryURL: directoryURL),
|
||
to: loudsFileURL(asTemporaryFile: false, directoryURL: directoryURL)
|
||
)
|
||
if removingRead2File {
|
||
try FileManager.default.removeItem(at: pauseFileURL(directoryURL: directoryURL))
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/// 一時記憶用のデータなので、複雑な形状にしない。
|
||
struct TemporalLearningMemoryTrie {
|
||
struct Node {
|
||
var dataIndices: [Int] = [] // loudstxt3の中のデータのインデックスリスト
|
||
var children: [UInt8: Int] = [:] // characterのIDからインデックスへのマッピング
|
||
}
|
||
|
||
fileprivate var nodes = [Node()]
|
||
fileprivate var dicdata: [DicdataElement] = []
|
||
fileprivate var metadata: [MetadataElement] = []
|
||
|
||
/// 同じノードにあることがわかっているデータを一括で追加する場面で利用する関数
|
||
/// 主にマージ時の利用を想定
|
||
fileprivate mutating func append(dicdata: [DicdataElement], chars: [UInt8], metadata: [MetadataElement]) {
|
||
assert(dicdata.count == metadata.count, "count of dicdata and metadata do not match")
|
||
var index = 0
|
||
for char in chars {
|
||
if let nextIndex = nodes[index].children[char] {
|
||
index = nextIndex
|
||
} else {
|
||
let nextIndex = nodes.endIndex
|
||
nodes[index].children[char] = nextIndex
|
||
nodes.append(Node())
|
||
index = nextIndex
|
||
}
|
||
}
|
||
for (dicdataElement, metadataElement) in zip(dicdata, metadata) {
|
||
if let dataIndex = nodes[index].dataIndices.first(where: {Self.sameDicdataIfRubyIsEqual(left: self.dicdata[$0], right: dicdataElement)}) {
|
||
// すでにnodes[index]に同じデータが存在している場合、カウントを加算し、最後に使った日を後の方に変更する
|
||
withMutableValue(&self.metadata[dataIndex]) { currentMetadata in
|
||
currentMetadata.lastUsedDay = max(currentMetadata.lastUsedDay, metadataElement.lastUsedDay)
|
||
currentMetadata.lastUpdatedDay = max(currentMetadata.lastUpdatedDay, metadataElement.lastUpdatedDay)
|
||
currentMetadata.count += min(.max - currentMetadata.count, metadataElement.count)
|
||
}
|
||
self.dicdata[dataIndex] = dicdataElement
|
||
// valueを更新する
|
||
self.dicdata[dataIndex].baseValue = LongTermLearningMemory.valueForData(metadata: self.metadata[dataIndex], dicdata: dicdataElement)
|
||
self.dicdata[dataIndex].metadata = .isLearned
|
||
} else {
|
||
// まだnodes[index]に同じデータが存在していない場合、data末尾に新しい要素を追加してnodes[index]を更新する
|
||
let dataIndex = self.dicdata.endIndex
|
||
self.dicdata.append(dicdataElement)
|
||
self.metadata.append(metadataElement)
|
||
nodes[index].dataIndices.append(dataIndex)
|
||
self.dicdata[dataIndex].metadata = .isLearned
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
/// ルビが同じだとわかっている場合に2つのDicdataElementが同じものか判定する関数
|
||
private static func sameDicdataIfRubyIsEqual(left: DicdataElement, right: DicdataElement) -> Bool {
|
||
left.lcid == right.lcid && left.rcid == right.rcid && left.word == right.word
|
||
}
|
||
|
||
mutating func memorize(dicdataElement: DicdataElement, chars: [UInt8]) {
|
||
var index = 0
|
||
for char in chars {
|
||
if let nextIndex = nodes[index].children[char] {
|
||
index = nextIndex
|
||
} else {
|
||
let nextIndex = nodes.endIndex
|
||
nodes[index].children[char] = nextIndex
|
||
nodes.append(Node())
|
||
index = nextIndex
|
||
}
|
||
}
|
||
// 雑な設定だが200年くらいは持つのでヨシ。
|
||
let day = LearningManager.today
|
||
if let dataIndex = nodes[index].dataIndices.first(where: {Self.sameDicdataIfRubyIsEqual(left: self.dicdata[$0], right: dicdataElement)}) {
|
||
withMutableValue(&self.metadata[dataIndex]) {
|
||
$0.count += min(.max - $0.count, 1)
|
||
$0.lastUsedDay = day
|
||
}
|
||
// adjustを更新する
|
||
self.dicdata[dataIndex].adjust = LongTermLearningMemory.valueForData(metadata: self.metadata[dataIndex], dicdata: dicdataElement) - dicdataElement.baseValue
|
||
self.dicdata[dataIndex].metadata = .isLearned
|
||
} else {
|
||
let dataIndex = self.dicdata.endIndex
|
||
var dicdataElement = dicdataElement
|
||
let metadataElement = MetadataElement(day: day, count: 1)
|
||
// adjustを更新する
|
||
dicdataElement.adjust = LongTermLearningMemory.valueForData(metadata: metadataElement, dicdata: dicdataElement) - dicdataElement.baseValue
|
||
dicdataElement.metadata = .isLearned
|
||
self.dicdata.append(dicdataElement)
|
||
self.metadata.append(metadataElement)
|
||
nodes[index].dataIndices.append(dataIndex)
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
@discardableResult
|
||
mutating func forget(dicdataElement: DicdataElement, chars: [UInt8]) -> Bool {
|
||
var index = 0
|
||
for char in chars {
|
||
if let nextIndex = nodes[index].children[char] {
|
||
index = nextIndex
|
||
} else {
|
||
// 存在しない場合
|
||
return false
|
||
}
|
||
}
|
||
// 存在する場合
|
||
// dataIndicesから削除する(dicdataの方は触らない)
|
||
nodes[index].dataIndices.removeAll(where: {self.dicdata[$0] == dicdataElement})
|
||
return true
|
||
}
|
||
|
||
func perfectMatch(chars: [UInt8]) -> [DicdataElement] {
|
||
var index = 0
|
||
for char in chars {
|
||
if let nextIndex = nodes[index].children[char] {
|
||
index = nextIndex
|
||
} else {
|
||
return []
|
||
}
|
||
}
|
||
return nodes[index].dataIndices.map {self.dicdata[$0]}
|
||
}
|
||
|
||
func throughMatch(chars: [UInt8], depth: Range<Int>) -> [DicdataElement] {
|
||
var index = 0
|
||
var indices: [Int] = []
|
||
for (offset, char) in chars.enumerated() {
|
||
if let nextIndex = nodes[index].children[char] {
|
||
index = nextIndex
|
||
if depth.contains(offset) {
|
||
indices.append(contentsOf: nodes[index].dataIndices)
|
||
}
|
||
} else {
|
||
return indices.map {self.dicdata[$0]}
|
||
}
|
||
}
|
||
return indices.map {self.dicdata[$0]}
|
||
}
|
||
|
||
func prefixMatch(chars: [UInt8]) -> [DicdataElement] {
|
||
var index = 0
|
||
for char in chars {
|
||
if let nextIndex = nodes[index].children[char] {
|
||
index = nextIndex
|
||
} else {
|
||
return []
|
||
}
|
||
}
|
||
var nodeIndices: [Int] = Array(nodes[index].children.values)
|
||
var indices: [Int] = nodes[index].dataIndices
|
||
while let index = nodeIndices.popLast() {
|
||
nodeIndices.append(contentsOf: nodes[index].children.values)
|
||
indices.append(contentsOf: nodes[index].dataIndices)
|
||
}
|
||
return indices.map {self.dicdata[$0]}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
final class LearningManager {
|
||
private static func updateChar2Int8(bundleURL: URL, target: inout [Character: UInt8]) {
|
||
do {
|
||
let chidURL = bundleURL.appendingPathComponent("louds/charID.chid", isDirectory: false)
|
||
let string = try String(contentsOf: chidURL, encoding: .utf8)
|
||
target = [Character: UInt8].init(uniqueKeysWithValues: string.enumerated().map {($0.element, UInt8($0.offset))})
|
||
} catch {
|
||
debug("Error: louds/charID.chidが存在しません。このエラーは深刻ですが、テスト時には無視できる場合があります。Description: \(error)")
|
||
}
|
||
}
|
||
private var char2UInt8: [Character: UInt8] = [:]
|
||
|
||
static var today: UInt16 {
|
||
UInt16(Int(Date().timeIntervalSince1970) / 86400) - 19000
|
||
}
|
||
|
||
static func keyToChars(_ key: some StringProtocol, char2UInt8: [Character: UInt8]) -> [UInt8]? {
|
||
var chars: [UInt8] = []
|
||
chars.reserveCapacity(key.count)
|
||
for character in key {
|
||
if let char = char2UInt8[character] {
|
||
chars.append(char)
|
||
} else {
|
||
return nil
|
||
}
|
||
}
|
||
return chars
|
||
}
|
||
|
||
private var temporaryMemory: TemporalLearningMemoryTrie = .init()
|
||
private var options: ConvertRequestOptions = .default
|
||
private var memoryCollapsed: Bool = false
|
||
|
||
var enabled: Bool {
|
||
(!self.memoryCollapsed) && self.options.learningType.needUsingMemory
|
||
}
|
||
|
||
init() {
|
||
self.memoryCollapsed = LongTermLearningMemory.memoryCollapsed(directoryURL: self.options.memoryDirectoryURL)
|
||
if self.memoryCollapsed && options.learningType.needUsingMemory {
|
||
do {
|
||
try LongTermLearningMemory.merge(
|
||
tempTrie: TemporalLearningMemoryTrie(),
|
||
directoryURL: self.options.memoryDirectoryURL,
|
||
maxMemoryCount: options.maxMemoryCount,
|
||
char2UInt8: char2UInt8
|
||
)
|
||
} catch {
|
||
debug("LearningManager init: automatic merge failed", error)
|
||
}
|
||
self.memoryCollapsed = LongTermLearningMemory.memoryCollapsed(directoryURL: self.options.memoryDirectoryURL)
|
||
}
|
||
if memoryCollapsed {
|
||
// 学習データが壊れている状態であることを警告する
|
||
debug("LearningManager init: Memory Collapsed")
|
||
}
|
||
if !options.learningType.needUsingMemory {
|
||
return
|
||
}
|
||
Self.updateChar2Int8(bundleURL: options.dictionaryResourceURL, target: &char2UInt8)
|
||
}
|
||
|
||
/// - Returns: Whether cache should be reseted or not.
|
||
func setRequestOptions(options: ConvertRequestOptions) -> Bool {
|
||
// 変更があったら`char2Int8`を読み込み直す
|
||
if options.dictionaryResourceURL != self.options.dictionaryResourceURL {
|
||
Self.updateChar2Int8(bundleURL: options.dictionaryResourceURL, target: &char2UInt8)
|
||
}
|
||
self.options = options
|
||
|
||
switch options.learningType {
|
||
case .inputAndOutput, .onlyOutput: break
|
||
case .nothing:
|
||
self.temporaryMemory = TemporalLearningMemoryTrie()
|
||
}
|
||
|
||
// リセットチェックも実施
|
||
if options.shouldResetMemory {
|
||
self.reset()
|
||
self.options.shouldResetMemory = false
|
||
return true
|
||
}
|
||
return false
|
||
}
|
||
|
||
func temporaryPerfectMatch(charIDs: [UInt8]) -> [DicdataElement] {
|
||
if !options.learningType.needUsingMemory {
|
||
return []
|
||
}
|
||
return self.temporaryMemory.perfectMatch(chars: charIDs)
|
||
}
|
||
|
||
func temporaryThroughMatch(charIDs: [UInt8], depth: Range<Int>) -> [DicdataElement] {
|
||
if !options.learningType.needUsingMemory {
|
||
return []
|
||
}
|
||
return self.temporaryMemory.throughMatch(chars: charIDs, depth: depth)
|
||
}
|
||
|
||
func temporaryPrefixMatch(charIDs: [UInt8]) -> [DicdataElement] {
|
||
if !options.learningType.needUsingMemory {
|
||
return []
|
||
}
|
||
return self.temporaryMemory.prefixMatch(chars: charIDs)
|
||
}
|
||
|
||
func update(data: [DicdataElement]) {
|
||
self.update(data: [], updatePart: data)
|
||
}
|
||
|
||
/// `updatePart`のみを更新する。`data`の部分は更新しない。
|
||
func update(data: [DicdataElement], updatePart: [DicdataElement]) {
|
||
if !options.learningType.needUpdateMemory {
|
||
return
|
||
}
|
||
// 単語単位
|
||
for datum in updatePart where DicdataStore.needWValueMemory(datum) {
|
||
guard let chars = Self.keyToChars(datum.ruby, char2UInt8: char2UInt8) else {
|
||
continue
|
||
}
|
||
self.temporaryMemory.memorize(dicdataElement: datum, chars: chars)
|
||
}
|
||
|
||
if data.count + updatePart.count == 1 {
|
||
return
|
||
}
|
||
// 文節単位bigram
|
||
do {
|
||
var firstClause: DicdataElement?
|
||
var secondClause: DicdataElement?
|
||
for (datum, index) in zip(data.chained(updatePart), 0 ..< data.count + updatePart.count) {
|
||
if var newFirstClause = firstClause {
|
||
if var newSecondClause = secondClause {
|
||
if DicdataStore.isClause(newFirstClause.rcid, datum.lcid) {
|
||
// 更新対象のindexでなければcontinueする
|
||
guard data.endIndex <= index else {
|
||
continue
|
||
}
|
||
// firstClauseとsecondClauseがあって文節境界である場合, bigramを作って学習に入れる
|
||
let element = DicdataElement(
|
||
word: newFirstClause.word + newSecondClause.word,
|
||
ruby: newFirstClause.ruby + newSecondClause.ruby,
|
||
lcid: newFirstClause.lcid,
|
||
rcid: newFirstClause.rcid,
|
||
mid: newSecondClause.mid,
|
||
value: newFirstClause.baseValue + newSecondClause.baseValue
|
||
)
|
||
// firstClauseを押し出す
|
||
firstClause = secondClause
|
||
secondClause = datum
|
||
guard let chars = Self.keyToChars(element.ruby, char2UInt8: char2UInt8) else {
|
||
continue
|
||
}
|
||
debug("LearningManager update first/second", element)
|
||
self.temporaryMemory.memorize(dicdataElement: element, chars: chars)
|
||
} else {
|
||
// firstClauseとsecondClauseがあって文節境界でない場合, secondClauseをアップデート
|
||
newSecondClause.word.append(contentsOf: datum.word)
|
||
newSecondClause.ruby.append(contentsOf: datum.ruby)
|
||
newSecondClause.rcid = datum.rcid
|
||
if DicdataStore.includeMMValueCalculation(datum) {
|
||
newSecondClause.mid = datum.mid
|
||
}
|
||
newSecondClause.baseValue += datum.baseValue
|
||
secondClause = newSecondClause
|
||
}
|
||
} else {
|
||
if DicdataStore.isClause(newFirstClause.rcid, datum.lcid) {
|
||
// firstClauseがあって文節境界である場合, secondClauseを作る
|
||
secondClause = datum
|
||
} else {
|
||
// firstClauseがあって文節境界でない場合, firstClauseをアップデート
|
||
newFirstClause.word.append(contentsOf: datum.word)
|
||
newFirstClause.ruby.append(contentsOf: datum.ruby)
|
||
newFirstClause.rcid = datum.rcid
|
||
if DicdataStore.includeMMValueCalculation(datum) {
|
||
newFirstClause.mid = datum.mid
|
||
}
|
||
newFirstClause.baseValue += datum.baseValue
|
||
firstClause = newFirstClause
|
||
}
|
||
}
|
||
} else {
|
||
firstClause = datum
|
||
}
|
||
}
|
||
if let firstClause, let secondClause {
|
||
let element = DicdataElement(
|
||
word: firstClause.word + secondClause.word,
|
||
ruby: firstClause.ruby + secondClause.ruby,
|
||
lcid: firstClause.lcid,
|
||
rcid: firstClause.rcid,
|
||
mid: secondClause.mid,
|
||
value: firstClause.baseValue + secondClause.baseValue
|
||
)
|
||
if let chars = Self.keyToChars(element.ruby, char2UInt8: char2UInt8) {
|
||
debug("LearningManager update first/second rest", element)
|
||
self.temporaryMemory.memorize(dicdataElement: element, chars: chars)
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
// 全体
|
||
let data = data.chained(updatePart)
|
||
let element = DicdataElement(
|
||
word: data.reduce(into: "") {$0.append(contentsOf: $1.word)},
|
||
ruby: data.reduce(into: "") {$0.append(contentsOf: $1.ruby)},
|
||
lcid: data.first?.lcid ?? CIDData.一般名詞.cid,
|
||
rcid: data.last?.rcid ?? CIDData.一般名詞.cid,
|
||
mid: data.last?.mid ?? MIDData.一般.mid,
|
||
value: data.reduce(into: 0) {$0 += $1.baseValue}
|
||
)
|
||
guard let chars = Self.keyToChars(element.ruby, char2UInt8: char2UInt8) else {
|
||
return
|
||
}
|
||
debug("LearningManager update all", element)
|
||
self.temporaryMemory.memorize(dicdataElement: element, chars: chars)
|
||
}
|
||
|
||
/// データに含まれる語彙の学習をリセットする関数
|
||
func forgetMemory(data: [DicdataElement]) {
|
||
// 1. temporary memoryを削除する
|
||
for element in data {
|
||
guard let chars = Self.keyToChars(element.ruby, char2UInt8: char2UInt8) else {
|
||
continue
|
||
}
|
||
self.temporaryMemory.forget(dicdataElement: element, chars: chars)
|
||
}
|
||
// 2. longterm memoryを削除する
|
||
do {
|
||
try LongTermLearningMemory.merge(tempTrie: self.temporaryMemory, forgetTargets: data, directoryURL: self.options.memoryDirectoryURL, maxMemoryCount: options.maxMemoryCount, char2UInt8: char2UInt8)
|
||
// マージが済んだので、temporaryMemoryを空にする
|
||
self.temporaryMemory = TemporalLearningMemoryTrie()
|
||
} catch {
|
||
// アップデートに失敗した場合、そのまま諦める。
|
||
debug("LearningManager resetLearning: Failed to save LongTermLearningMemory", error)
|
||
}
|
||
// 状態を更新する
|
||
self.memoryCollapsed = LongTermLearningMemory.memoryCollapsed(directoryURL: self.options.memoryDirectoryURL)
|
||
}
|
||
|
||
func save() {
|
||
if !options.learningType.needUpdateMemory {
|
||
return
|
||
}
|
||
do {
|
||
try LongTermLearningMemory.merge(tempTrie: self.temporaryMemory, directoryURL: self.options.memoryDirectoryURL, maxMemoryCount: options.maxMemoryCount, char2UInt8: char2UInt8)
|
||
// マージが済んだので、temporaryMemoryを空にする
|
||
self.temporaryMemory = TemporalLearningMemoryTrie()
|
||
} catch {
|
||
// アップデートに失敗した場合、そのまま諦める。
|
||
debug("LearningManager save: Failed to save LongTermLearningMemory", error)
|
||
}
|
||
// 状態を更新する
|
||
self.memoryCollapsed = LongTermLearningMemory.memoryCollapsed(directoryURL: self.options.memoryDirectoryURL)
|
||
}
|
||
|
||
func reset() {
|
||
self.temporaryMemory = TemporalLearningMemoryTrie()
|
||
do {
|
||
try LongTermLearningMemory.reset(directoryURL: self.options.memoryDirectoryURL)
|
||
} catch {
|
||
debug("LearningManager reset failed", error)
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|