CN115242250A - 多价值链数据要素分配单满映射编解码方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多价值链数据要素分配单满映射编解码方法，具体涉及数据要素分配方案编解码方法领域，包括以下步骤：步骤一：在计算机上安装数据要素方案编解码系统，系统包括：用户交互模块、数据要素编码模块和数据要素方案解码模块，以及经过步骤二至步骤四中的模块进行计算和输出；本发明建立数据要素分配方案和标识之间的单满映射，并重排编码顺序，从而消除海明悬崖、缩短标识长度、避免额外的修补过程，提高编码参与按位运算时的优化效率。本发明给出了上述一一映射的编码方法、解码方法和校验方法，增强了方法的可用性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及数据要素分配方案编解码方法领域，更具体地说，本发明涉及多价值链数据要素分配单满映射编解码方法。
背景技术
数据要素在不同的价值链上流动时，会产生不同的数据价值。当有限个（S1个）数据要素被分配在M个价值链上时，如何进行分配才能使得数据价值发挥最大的作用，是多价值链常见的一类优化问题。
这类优化问题无论以什么作为优化目标，均包含如下的约束条件：
其中e j （j=1,2,…,M）是优化变量且为非负整数，表示第j个价值链上所分配的数据要素数量。当收益函数为非线性函数时，该整数规划是一个NP问题，当M较大时难以在有效时间内寻优。
为此，工程上常常采用遗传算法等进化算法来寻找次优解。此时，就需要将每组可行解（即满足（1）式的数据要素分配方案）编码为唯一标识（简称标识，对应遗传算法中的染色体），以进行进一步的杂交和变异。
最直观、最常用的一种标识编码方式（简称自然编码），就是用M位S1进制数e 1 e 2…e M 来作为“第1个价值链分配e 1个数据要素，第2个价值链分配e 2个数据要素，……，第M个价值链分配e M个数据要素”这一数据要素分配方案的标识编码。然而，这一编码方案存在如下缺陷：
(1)因为绝大多数M位S1进制数并不满足（1）式，因此编码映射并非一个满射。这样，在杂交和变异之后，必须有一个修补阶段，来避免不可行解（即不满足（1）式的数据要素分配方案），这个修补阶段将会严重减慢算法速度。
(2)由于标识总量远大于可行解总量，因此标识长度必然远大于必要的标识长度（参见下表），这也将增加算法计算量和相关资源消耗。
| S<sub>1</sub> | M | 自然编码的 标识位数 | 必要的 标识位数 | 自然编码的 标识位数有效率 |
| 10 | 5 | 5 | 3 |
 |
| 40 | 10 | 16 | 9 |
 |
| 160 | 80 | 176 | 65 |
 |
| 640 | 320 | 898 | 263 |
 |
| 2560 | 1280 | 4363 | 1060 | |
| 10240 | 5120 | 20533 | 4244 |
 |
(3)在当系统产生数据要素标识时，常常采用字典序产生，这就会导致相邻的两个编码出现“海明悬崖”（即海明距离较大）。例如，在M=3、S1=4时，自然编码的相邻编码间海明距离如下表所示；
| 序号 | 自然编码 | 与前一个编码的海明距离 | 备注 |
| 1 | 004 | - | |
| 2 | 013 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 3 | 022 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 4 | 031 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 5 | 040 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 6 | 103 | 3 | 海明悬崖（与前一个编码各位均不同） |
| 7 | 112 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 8 | 121 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 9 | 130 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 10 | 202 | 3 | 海明悬崖（与前一个编码各位均不同） |
| 11 | 211 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 12 | 220 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 13 | 301 | 3 | 海明悬崖（与前一个编码各位均不同） |
| 14 | 310 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 15 | 400 | 2 | 与前一个编码第1、2位不同 |
由于需要满足（1）式，因此最小的海明距离为2，但在上表中，出现了海明距离为3的相邻编码对，即海明悬崖。当M更大时，海明悬崖将更为显著。在编码参与按位运算时，海明悬崖会降低运算结果的平滑程度，即产生不连续或跳跃地输出，从而影响遗传算法、人工智能算法等的效率。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
为解决背景技术中的三个问题，本发明提出一种特殊的标识编码方案，建立数据要素分配方案和标识之间的单满映射，从而显著缩短标识长度，并避免额外的修补过程；其基本思路是：
本发明首先重排数据要素分配方案的顺序，使相邻方案的自然编码海明距离减少到2；例如，在M=3、S1=4时，调整过的自然编码及其相邻编码间海明距离均为2，如下表所示；
| 序号 | 自然编码 | 与前一个编码的海明距离 | 备注 |
| 1 | 004 | - | |
| 2 | 013 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 3 | 022 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 4 | 031 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 5 | 040 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 6 | 130 | 2 | 与前一个编码第1、2位不同 |
| 7 | 121 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 8 | 112 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 9 | 103 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 10 | 202 | 2 | 与前一个编码第1、3位不同 |
| 11 | 211 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 12 | 220 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 13 | 310 | 2 | 与前一个编码第1、2位不同 |
| 14 | 301 | 2 | 与前一个编码第2、3位不同 |
| 15 | 400 | 2 | 与前一个编码第1、3位不同 |
其次，本发明将重排后的数据要素分配方案的序号（即上表中的第一列）作为标识，由于序号的连续性，这一标识集合和数据要素分配方案集合存在一一映射关系，即兼具单射、满射特征；
本发明给出了上述一一映射的编码方法和解码方法，使本发明具有良好的可操作性。
进一步，本发明在编码完成后，还利用了数据要素编码和解码互为逆映射的特性，将数据要素编码模块的输出作为数据要素解码模块的输入，再将解码模块的输出与编码模块的输入进行比较，如果不一致，则说明系统出现了异常，从而实现对于编码模块输出的校验；在解码完成后，也类似进行校验，以实现对于解码模块的校验，从而增强了方法的可靠性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多价值链数据要素分配单满映射编解码方法，其包括以下步骤：
步骤一：在计算机上安装数据要素方案编解码系统，系统包括：用户交互模块、数据要素编码模块和数据要素方案解码模块；
步骤二：用户通过交互模块确定参数，用户或用户的程序调用步骤一中的数据要素方案编解码系统中的交互模块，并向所述交互模块提供如下参数：
a、多价值链数量M，M为大于1的自然数；
b、数据要素总量S1，S1为大于1的自然数；
c、数据要素方案e1e2…eM或数据要素方案标识i1；其中，e1代表向第1个价值链分配数据要素的个数，e2代表向第2个价值链分配数据要素的个数，省略号“……”代表向第1个至第M个之间的价值链分配数据要素的个数，eM代表向第M个价值链分配数据要素的个数，i1是不大于N的正整数，其中N=C(M+S1-1,S1)，其表示从M+S1-1个不同元素中取出S1个元素的组合数；
以及对于任意不大于M的正整数j，ej是不超过S1的正整数，且满足
；
步骤三：如果交互模块获得了数据要素方案e1e2…eM，则交互模块按照如下步骤完成数据要素方案编码：
步骤3(1)：交互模块将数据要素方案e1e2…eM传送给数据要素编码模块进行编码，所述数据要素编码模块产生与数据要素方案e1e2…eM对应的数据要素方案标识i1；
步骤3(2)：所述数据要素编码模块将所述数据要素方案标识i1传送给数据要素方案解码模块进行解码，所述数据要素方案解码模块产生与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1'e2'…eM'，且将所述数据要素方案e1'e2'…eM'传输给所述交互模块；
步骤3(3)：交互模块将步骤3(2)产生的数据要素方案e1'e2'…eM'与用户提供的数据要素方案e1e2…eM进行对比，如果两者一致，则将数据要素方案标识i1输出给用户或用户的程序；否则，向用户或用户的程序输出错误提示信息；
步骤四：如果交互模块获得了用户给出的数据要素方案标识i1，则交互模块按照如下步骤完成数据要素方案标识解码：
步骤4(1)：交互模块将数据要素方案标识i1传送给数据要素方案解码模块进行解码，所述数据要素方案解码模块产生与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1e2…eM；
步骤4(2)：所述数据要素方案解码模块将数据要素方案e1e2…eM传送给数据要素方案编码模块进行编码，所述数据要素方案编码模块产生与数据要素方案e1e2…eM对应的数据要素方案标识i1'，且将其传输给所述交互模块；
步骤4(3)：交互模块将步骤4(2)产生的数据要素方案标识i1'与用户提供的数据要素方案标识i1进行对比，如果两者一致，则将数据要素方案e1e2…eM输出给用户或用户的程序；否则，向用户或用户的程序输出错误提示信息；
进一步地，所述步骤3(1)和步骤4(2)中，数据要素编码模块按照如下步骤编码与数据要素方案e1e2…eM对应的数据要素方案标识i1：
步骤2.1：数据要素编码模块设置i1=1作为初始值，并正向编码e1，实现对i1的更新；
步骤2.2：如果M>2，且e1是偶数，数据要素编码模块正向编码e2，实现对i1的更新；如果M>2，且e1是奇数，则数据要素编码模块反向编码e2，实现对i1的更新；
步骤2.3：如果M>3，且e1+e2是偶数，数据要素编码模块正向编码e3，实现对i1的更新；如果M>3，且e1+e2是奇数，则数据要素编码模块反向编码e3，实现对i1的更新；
……
步骤2.n：继续以上类推的步骤依次编码所有en，其中，n是小于M的正整数；即经过
n-1步后，如果M>n，且
为偶数，则数据要素编码模块正向编码en，实现对i1的更新；
如果M>n，且
是奇数，则数据要素编码模块反向编码en，实现对i1的更新；
进一步地，所述正向编码en包括步骤如下：
步骤3.1：i1增加C(M+Sn-n,Sn)-C(M+Sn-en-n,Sn-en)；
步骤3.2：令Sn+1=Sn-en；
进一步地，所述反向编码en，其包括步骤如下：
步骤4.1：如果Sn>en，则i1增加C(M+Sn-en-1-n,Sn-en-1)；
步骤4.2：令Sn+1=Sn-en；
进一步地，所述步骤3(2)和步骤4(1)中，数据要素方案解码模块按照如下步骤解码与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1e2…eM：
步骤5.1：数据要素方案解码模块正向解码e1；
步骤5.2：如果M>2，且e1是偶数，则数据要素解码模块正向解码e2；如果M>2，且e1是奇数，则数据要素解码模块反向解码e2；
步骤5.3：如果M>3，且e1+e2是偶数，则数据要素解码模块正向解码e3；如果M>3，且e1+e2是奇数，则数据要素解码模块反向解码e3；
……
步骤5.n：继续以上类推的步骤依次解码所有en；即经过n-1步后，如果M>n，且
为偶数，则数据要素方案解码模块正向解码en；如果M>n，且
为奇数，则数
据要素方案解码模块反向解码en；
……
步骤5.M：令eM=SM-
；
进一步地，所述正向解码en，其包括步骤如下：
步骤6.1：如果in>C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n,0)，则令en=Sn；否则，如果in>C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n+1,1)，则令en=Sn-1；否则，如果in>C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n+2,2)，则令en=Sn-2；以此类推，即找到使in>C(M+Sn-n,Sn)-C(M+kn-n,kn)成立的最小非负整数kn，则令en=Sn-kn；
步骤6.2：令in+1=in-C(M+Sn-n,Sn)+C(M+Sn-en-n,Sn-en)，Sn+1=Sn-en；
进一步地，所述反向解码en，其包括步骤如下：
进一步地，所述反向解码en，其包括步骤如下：
步骤7.1：如果in≤C(M-n,0)，则令en=Sn；否则，如果in≤C(M-n+1,1)，则令en=Sn-1；否则，如果in≤C(M-n+2,2)，则令en=Sn-2；以此类推，即找到使in≤C(M-n+kn,kn)成立的最小非负整数kn，则令en=Sn-kn；
步骤7.2：如果Sn>en，则令in+1=in-C(M-n+Sn-en-1,Sn-en-1)；否则，令in+1=in；令Sn+1=Sn-en。
本发明的技术效果和优点：
在采用遗传算法等解决多价值链中数据要素分配优化问题时，所面临的一个难题是短的编码和小的海明距离之间的矛盾。本发明提出多价值链数据要素分配单满映射编解码方法，给出了一种满足（1）式的数据要素分配方案的编码和解码方法，同时具备单射和满射特征，既能免除杂交、变异等按位运算后的修补阶段，还能将标识长度和海明距离降到最低。由于该编码方式同时具有最短代码和最小海明距离这两个特性，从而可以看作最好的数据要素分配标识编码方法之一。
本发明采用此设计后，使用户可以调用数据要素方案编解码系统方便地获得一个数据要素分配方案的标识，用于后续运算；运算结果又可以通过数据要素方案编解码系统解码为数据要素分配方案，进行优化效果测算，且优化效果关于标识具有一定连续性（注：因为编码为离散编码，此处更连续指当两个标识相邻时，算法输出结果更靠近），从而提高算法对优化目标的搜索效率，达到优化数据要素利用效率的目的。
附图说明
附图1为本发明的数据要素方案编解码系统框图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
结合附图1所示，一种多价值链数据要素分配单满映射编解码方法，包括以下步骤：
步骤一：在计算机上安装数据要素方案编解码系统，系统包括：用户交互模块、数据要素编码模块和数据要素方案解码模块；
步骤二：用户通过交互模块确定参数，用户或用户的程序调用步骤一中的数据要素方案编解码系统中的交互模块，并向所述交互模块模块提供如下参数：
a、多价值链数量M，M为大于1的自然数；
b、数据要素总量S1，S1为大于1的自然数；
c、数据要素方案e1e2…eM或数据要素方案标识i1；其中，e1代表向第1个价值链分配
数据要素的个数，e2代表向第2个价值链分配数据要素的个数，省略号“……”代表向第1个
至第M个之间的价值链分配数据要素的个数，eM代表向第M个价值链分配数据要素的个数，i1
是不大于N的正整数，其中N=C(M+S1-1,S1)，其表示从M+S1-1个不同元素中取出S1个元素的
组合数；本领域技术中的一般通用形式为C(a,b)，即表示从a个不同元素中取出b个元素的
组合数，C(a,b)=
，本申请文件中采用的C(...,...)的形式均表示该含义；
以及对于任意不大于M的正整数j，ej是不超过S1的正整数，且满足
；
步骤三：如果交互模块获得了数据要素方案e1e2…eM，则交互模块按照如下步骤完成数据要素方案编码：
步骤3(1)：交互模块将数据要素方案e1e2…eM传送给数据要素编码模块进行编码，所述数据要素编码模块产生与数据要素方案e1e2…eM对应的数据要素方案标识i1；
步骤3(2)：所述数据要素编码模块将所述数据要素方案标识i1传送给数据要素方案解码模块进行解码，所述数据要素方案解码模块产生与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1'e2'…eM'，且将所述数据要素方案e1'e2'…eM'传输给所述交互模块；
步骤3(3)：交互模块将步骤3(2)产生的数据要素方案e1'e2'…eM'与用户提供的数据要素方案e1e2…eM进行对比，如果两者一致，则将数据要素方案标识i1输出给用户或用户的程序；否则，向用户或用户的程序输出错误提示信息；
步骤四：如果交互模块获得了用户给出的数据要素方案标识i1，则交互模块按照如下步骤完成数据要素方案标识解码：
步骤4(1)：交互模块将数据要素方案标识i1传送给数据要素方案解码模块进行解码，所述数据要素方案解码模块产生与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1e2…eM；
步骤4(2)：所述数据要素方案解码模块将数据要素方案e1e2…eM传送给数据要素方案编码模块进行编码，所述数据要素方案编码模块产生与数据要素方案e1e2…eM对应的数据要素方案标识i1'，且将其传输给所述交互模块；
步骤4(3)：交互模块将步骤4(2)产生的数据要素方案标识i1'与用户提供的数据要素方案标识i1进行对比，如果两者一致，则将数据要素方案e1e2…eM输出给用户或用户的程序；否则，向用户或用户的程序输出错误提示信息；
上述步骤3(1)和步骤4(2)中，数据要素编码模块可以按照如下步骤编码与数据要素方案e1e2…eM对应的数据要素方案标识i1：
步骤2.1：数据要素编码模块设置i1=1作为初始值，并正向编码e1，实现对i1的更新；
步骤2.2：如果M>2，且e1是偶数，数据要素编码模块正向编码e2，实现对i1的更新；如果M>2，且e1是奇数，则数据要素编码模块反向编码e2，实现对i1的更新；
步骤2.3：如果M>3，且e1+e2是偶数，数据要素编码模块正向编码e3，实现对i1的更新；如果M>3，且e1+e2是奇数，则数据要素编码模块反向编码e3，实现对i1的更新；
……
步骤2.n：继续以上类推的步骤依次编码所有en，其中，n是小于M的正整数；即经过
n-1步后，如果M>n，且
为偶数，则数据要素编码模块正向编码en，实现对i1的更新；
如果M>n，且
是奇数，则数据要素编码模块反向编码en，实现对i1的更新；
上述正向编码en可具体包括如下步骤：
步骤3.1：i1增加C(M-n,Sn)-C(M-n,Sn-en)；
步骤3.2：令Sn+1=Sn-en；
其反向编码en，其包括步骤如下：
步骤4.1：如果Sn>en，则i1增加C(M-n,Sn-en-1)；
步骤4.2：令Sn+1=Sn-en；
上述步骤3(2)和步骤4(1)中，数据要素方案解码模块按照如下步骤解码与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1e2…eM：
步骤5.1：数据要素方案解码模块正向解码e1；
步骤5.2：如果M>2，且e1是偶数，则数据要素解码模块正向解码e2；如果M>2，且e1是奇数，则数据要素解码模块反向解码e2；
步骤5.3：如果M>3，且e1+e2是偶数，则数据要素解码模块正向解码e3；如果M>3，且e1+e2是奇数，则数据要素解码模块反向解码e3；
……
步骤5.n：继续以上类推的步骤依次解码所有en；即经过n-1步后，如果M>n，且
为偶数，则数据要素方案解码模块正向解码en；如果M>n，且
为奇数，则数
据要素方案解码模块反向解码en；
……
步骤5.M：令eM=SM-
；
所述正向解码en，其包括步骤如下：
步骤6.1：如果in>C(M-n,Sn)-C(M-n,0)，则令en=Sn；如果in>C(M-n,Sn)-C(M-n+1,1)，则令en=Sn-1；如果in>C(M-n,Sn)-C(M-n+2,2)，则令en=Sn-2；以此类推，即找到使in>C(M-n,Sn)-C(M-n+1,kn)成立的最小非负整数kn，则令en=Sn-kn；
步骤6.2：令in+1=in-C(M-n,Sn)+C(M-n,Sn-en)，Sn+1=Sn-en；
上述反向解码en，其包括步骤如下：
步骤7.1：如果in≤C(M-n+1,0)，则令en=Sn；如果in≤C(M-n+1,1)，则令en=Sn-1；如果in≤C(M-n+1,2)，则令en=Sn-2；以此类推，即找到使in≤C(M-n+1,kn)成立的最小非负整数kn，则令en=Sn-kn；
步骤7.2：如果Sn>en，则令in+1=in-C(M-n,Sn-en-1)；否则，令in+1=in；令Sn+1=Sn-en。
下面列举具体的多价值链数量、数据要素总量、数据要素方案、数据要素方案标识对本发明做进一步说明：
例1：多价值链数量M=4、数据要素总量S1=4、数据要素方案e1e2e3e4=1030的编码过程，包括如下步骤：
步骤1：在计算机上安装数据要素方案编解码系统，系统包括：用户交互模块、数据要素编码模块和数据要素方案解码模块；
步骤2：用户通过交互模块确定参数，用户或用户的程序调用步骤一中的数据要素方案编解码系统的交互模块，并向模块提供如下参数：
a、多价值链数量M=4；
b、数据要素总量S1=4；
c、数据要素方案1030（代表“第1个价值链分配1个数据要素，第2个价值链分配0个数据要素，第3个价值链分配3个数据要素，第4个价值链分配0个数据要素”的数据要素分配方案）；
步骤3：因为交互模块获得了数据要素方案e1e2e3e4，则交互模块按照如下步骤完成数据要素方案编码：
步骤3.1：交互模块将数据要素方案1030传送给数据要素编码模块进行编码，产生与数据要素方案1030对应的数据要素方案标识i1，具体步骤如下：
步骤3.1.1：数据要素编码模块设置i1=1作为初始值，并正向编码e1=1，即：此处n=
1，i1增加C(M+Sn-n,Sn)-C(M+Sn-en-n,Sn-en)=
=15，即i1=1+15=16；令S2=S1-e1=4-1
=3；
步骤3.1.2：因为M=4>2，且e1=1是奇数，则数据要素编码模块反向编码e2=0，即：此
处n=2，因为S2>e2，则i1增加C(M-n+Sn-en-1,Sn-en-1)=
=6，即i1=16+6=22；令S3=S2-e2=3-0
=3；
步骤3.1.3：因为M=4>3，且e1+e2是奇数，则数据要素编码模块反向编码e3=3，即：此处n=3，因为S3=e3，则i1不增加，即i1=22+0=22；令S4=S3-e3=3-3=0；
步骤3.2：交互模块将数据要素方案标识i1=22传送给数据要素方案解码模块进行解码，产生与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1e2e3e4，具体步骤如下：
步骤3.2.1：数据要素方案解码模块正向解码e1，即：此时n=1，因为i1≤C(M+Sn-n,
Sn)-C(M-n,0)=
=35-1=35，且i1≤C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n+1,1)=
=35-4=
31，且i1≤C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n+2,2)=
=35-10=25，且i1> C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n+3,
3)=
=35-20=15，因此，使i1>C(M+S1-n,S1)-C(M+k1-n,k1)成立的最小非负整数k1=
3，则令e1=S1-k1=1；令i2=i1-C(M+Sn-n,Sn)+C(M+Sn-en-n,Sn-en)=22-
=7，S2=S1-e1=3；
步骤3.2.2：因为M>2，e1=3是奇数，则数据要素解码模块反向解码e2，即：此时n=2，
因为i2>C(M-n,0)=
=1，且i2>C(M-n+1,1)=
=3，且i2>C(M-n+2,2)=
=6，且i2≤C(M-n
+3,3)=
=10，即使i2≤C(M+k2-n,k2)成立的最小非负整数k2=3，则令e2=S2-k2=3-3=0；因为
S2>e2，则令i3=i2-C(M+Sn-en-1-n,Sn-en-1)=7-6=1；令S3=S2-e2=3-0=3；
步骤3.2.3：因为M>3，e1+e2=1是奇数，则数据要素解码模块反向解码e3，即：此时n=
3，因为i3≤C(M-n,0)=
=1，即使i3≤C(M+k2-n,k2)成立的最小非负整数k2=0，则令e3=S3-
k3=3-0=3；令S4=S3-e3=3-3=0；
步骤3.2.4：令e4=S4-
=4-(1+3)=0；
为避免混淆，步骤3.2产生的e1e2e3e4=1030记为e1'e2'e3'e4'，以区分用户输入的e1e2e3e4；
步骤3.3：交互模块将步骤3.2产生的数据要素方案e1'e2'e3'e4'=1030与用户提供的数据要素方案e1e2e3e4=1030进行对比，两者一致，则将数据要素方案标识i1=22输出给用户或用户的程序。
例2：多价值链数量M=4、数据要素总量S1=4、数据要素方案标识i1=22的解码过程，包括如下步骤：
步骤1：在计算机上安装数据要素方案编解码系统，系统包括：用户交互模块、数据要素编码模块和数据要素方案解码模块；
步骤2：用户通过交互模块确定参数，用户或用户的程序调用步骤一中的数据要素方案编解码系统的交互模块，并向模块提供如下参数：
a、多价值链数量M=4；
b、数据要素总量S1=4；
c、数据要素方案标识i1=22；
步骤3：因为交互模块获得了用户给出的数据要素方案标识i1，则交互模块按照如下步骤完成数据要素方案标识解码，产生与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1e2e3e4：
步骤3.1：交互模块将数据要素方案标识i1=22传送给数据要素方案解码模块进行解码，产生与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1e2e3e4，具体步骤如下：
步骤3.1.1：数据要素方案解码模块正向解码e1，即：此时n=1，因为i1≤C(M+Sn-n,
Sn)-C(M-n,0)=
=35-1=35，且i1≤C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n+1,1)=
=35-4=
31，且i1≤C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n+2,2)=
=35-10=25，且i1>C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n+3,
3)=
=35-20=15，因此，使i1>C(M+S1-n,S1)-C(M+k1-n,k1)成立的最小非负整数k1=
3，则令e1=S1-k1=1；令i2=i1-C(M+Sn-n,Sn)+C(M+Sn-en-n,Sn-en)=22-
=7，S2=S1-e1=3；
步骤3.1.2：因为M>2，e1=3是奇数，则数据要素解码模块反向解码e2，即：此时n=2，
因为i2>C(M-n,0)=
=1，且i2>C(M-n+1,1)=
=3，且i2>C(M-n+2,2)=
=6，且i2≤C(M-n
+3,3)=
=10，即使i2≤C(M+k2-n,k2)成立的最小非负整数k2=3，则令e2=S2-k2=3-3=0；因为
S2>e2，则令i3=i2-C(M+Sn-en-1-n,Sn-en-1)=7-6=1；令S3=S2-e2=3-0=3；
步骤3.1.3：因为M>3，e1+e2=1是奇数，则数据要素解码模块反向解码e3，即：此时n=
3，因为i3≤C(M-n,0)=
=1，即使i3≤C(M+k2-n,k2)成立的最小非负整数k2=0，则令e3=S3-
k3=3-0=3；令S4=S3-e3=3-3=0；
步骤3.1.4：令e4=S4-
=4-(1+3)=0；
步骤3.2：交互模块将数据要素方案e1e2e3e4=1030传送给数据要素方案编码模块进行编码，产生与数据要素方案e1e2e3e4=1030对应的数据要素方案标识i1（为避免混淆，记为i1'，以区分用户输入的i1），具体步骤如下：
步骤3.2.1：数据要素编码模块设置i1'=1作为初始值，并正向编码e1=1，即：此处n=
1，i1'增加C(M+Sn-n,Sn)-C(M+Sn-en-n,Sn-en)=
=15，即i1'=1+15=16；令S2=S1-e1=
4-1=3；
步骤3.2.2：因为M=4>2，且e1=1是奇数，则数据要素编码模块反向编码e2=0，即：此
处n=2，因为S2>e2，则i1'增加C(M+Sn-en-1-n,Sn-en-1)=
=6，即i1'=16+6=22；令S3=S2-e2=
3-0=3；
步骤3.2.3：因为M=4>3，且e1+e2是奇数，则数据要素编码模块反向编码e3=3，即：此处n=3，因为S3=e3，则i1'不增加，即i1'=22+0=22；令S4=S3-e3=3-3=0；
步骤3.3：交互模块将步骤3.2产生的数据要素方案标识i1'=22与用户提供的数据要素方案标识i1=22进行对比，因为两者一致，则将数据要素方案e1e2e3e4=1030（代表“第1个价值链分配1个数据要素，第2个价值链分配0个数据要素，第3个价值链分配3个数据要素，第4个价值链分配0个数据要素”的数据要素分配方案）输出给用户或用户的程序。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.多价值链数据要素分配单满映射编解码方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在计算机上安装数据要素方案编解码系统，系统包括：用户交互模块、数据要素编码模块和数据要素方案解码模块；
步骤二：用户通过交互模块确定参数，用户或用户的程序调用步骤一中的数据要素方案编解码系统中的交互模块，并向所述交互模块提供如下参数：
a、多价值链数量M，M为大于1的自然数；
b、数据要素总量S1，S1为大于1的自然数；
c、数据要素方案e1e2…eM或数据要素方案标识i1；其中，e1代表向第1个价值链分配数据
要素的个数，e2代表向第2个价值链分配数据要素的个数，省略号“……”代表向第1个至第M
个之间的价值链分配数据要素的个数，eM代表向第M个价值链分配数据要素的个数，i1是不
大于N的正整数，其中N=C(M+S1-1,S1)，即N表示从M+S1-1个元素中任意选取S1个元素的组合
数，以及对于任意不大于M的正整数j，ej是不超过S1的正整数，且满足
；
步骤三：如果交互模块获得了数据要素方案e1e2…eM，则交互模块按照如下步骤完成数据要素方案编码：
步骤3(1)：交互模块将数据要素方案e1e2…eM传送给数据要素编码模块进行编码，所述数据要素编码模块产生与数据要素方案e1e2…eM对应的数据要素方案标识i1；
步骤3(2)：所述数据要素编码模块将所述数据要素方案标识i1传送给数据要素方案解码模块进行解码，所述数据要素方案解码模块产生与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1'e2'…eM'，且将所述数据要素方案e1'e2'…eM'传输给所述交互模块；
步骤3(3)：交互模块将步骤3(2)产生的数据要素方案e1'e2'…eM'与用户提供的数据要素方案e1e2…eM进行对比，如果两者一致，则将数据要素方案标识i1输出给用户或用户的程序；否则，向用户或用户的程序输出错误提示信息；
步骤四：如果交互模块获得了用户给出的数据要素方案标识i1，则交互模块按照如下步骤完成数据要素方案标识解码：
步骤4(1)：交互模块将数据要素方案标识i1传送给数据要素方案解码模块进行解码，所述数据要素方案解码模块产生与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1e2…eM；
步骤4(2)：所述数据要素方案解码模块将数据要素方案e1e2…eM传送给数据要素方案编码模块进行编码，所述数据要素方案编码模块产生与数据要素方案e1e2…eM对应的数据要素方案标识i1'，且将其传输给所述交互模块；
步骤4(3)：交互模块将步骤4(2)产生的数据要素方案标识i1'与用户提供的数据要素方案标识i1进行对比，如果两者一致，则将数据要素方案e1e2…eM输出给用户或用户的程序；否则，向用户或用户的程序输出错误提示信息。
2.根据权利要求1所述的多价值链数据要素分配单满映射编解码方法，其特征在于，所述步骤3(1)和步骤4(2)中，数据要素编码模块按照如下步骤编码与数据要素方案e1e2…eM对应的数据要素方案标识i1：
步骤2.1：数据要素编码模块设置i1=1作为初始值，并正向编码e1，实现对i1的更新；
步骤2.2：如果M>2，且e1是偶数，数据要素编码模块正向编码e2，实现对i1的更新；如果M>2，且e1是奇数，则数据要素编码模块反向编码e2，实现对i1的更新；
步骤2.3：如果M>3，且e1+e2是偶数，数据要素编码模块正向编码e3，实现对i1的更新；如果M>3，且e1+e2是奇数，则数据要素编码模块反向编码e3，实现对i1的更新；
步骤2.n：继续依次编码所有en，其中，n是小于M的正整数；即经过n-1步后，如果M>n，且
为偶数，则数据要素编码模块正向编码en，实现对i1的更新；如果M>n，且
是奇数，则数据要素编码模块反向编码en，实现对i1的更新。
3.根据权利要求2所述的多价值链数据要素分配单满映射编解码方法，其特征在于，所述正向编码en包括步骤如下：
步骤3.1：i1增加C(M+Sn-n,Sn)-C(M+Sn-en-n,Sn-en)，其中C(M+Sn-n,Sn)表示从M+Sn-n个元素中任意选取Sn个元素的组合数，C(M+Sn-en-n,Sn-en)表示从M+Sn-en-n个元素中任意选取Sn-en个元素的组合数；
步骤3.2：令Sn+1=Sn-en。
4.根据权利要求2所述的多价值链数据要素分配单满映射编解码方法，其特征在于，所述反向编码en，其包括步骤如下：
步骤4.1：如果Sn>en，则i1增加C(M+Sn-en-1-n,Sn-en-1)，其中C(M+Sn-en-1,Sn-en-1)表示从M+Sn-en-1个元素中任意选取Sn-en-1个元素的组合数；
步骤4.2：令Sn+1=Sn-en。
5.根据权利要求1所述的多价值链数据要素分配单满映射编解码方法，其特征在于，所述步骤3(2)和步骤4(1)中，数据要素方案解码模块按照如下步骤解码与数据要素方案标识i1对应的数据要素方案e1e2…eM：
步骤5.1：数据要素方案解码模块正向解码e1；
步骤5.2：如果M>2，且e1是偶数，则数据要素解码模块正向解码e2；如果M>2，且e1是奇数，则数据要素解码模块反向解码e2；
步骤5.3：如果M>3，且e1+e2是偶数，则数据要素解码模块正向解码e3；如果M>3，且e1+e2是奇数，则数据要素解码模块反向解码e3；
步骤5.n：继续以上类推的步骤依次解码所有en；即经过n-1步后，如果M>n，且
为偶数，则数据要素方案解码模块正向解码en；如果M>n，且
为奇数，则数据要素方
案解码模块反向解码en；
步骤5.M：令eM=SM-
。
6.根据权利要求5所述的多价值链数据要素分配单满映射编解码方法，其特征在于，所述正向解码en，其包括步骤如下：
步骤6.1：如果in>C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n,0)，则令en=Sn；否则，如果in>C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n+1,1)，则令en=Sn-1；否则，如果in>C(M+Sn-n,Sn)-C(M-n+2,2)，则令en=Sn-2；以此类推，即找到使in>C(M+Sn-n,Sn)-C(M+kn-n,kn)成立的最小非负整数kn，则令en=Sn-kn，其中C(M+Sn-en-n,Sn)表示从M+Sn-en-n个元素中任意选取Sn个元素的组合数，C(M+kn-n,kn)表示从M+kn-n个元素中任意选取kn个元素的组合数，kn为任意非负整数；
步骤6.2：令in+1=in-C(M+Sn-n,Sn)+C(M+Sn-en-n,Sn-en)，Sn+1=Sn-en，其中，C(M+Sn-n,Sn)表示从M+Sn-n个元素中任意选取Sn个元素的组合数，C(M+Sn-en-n,Sn-en)表示从M+Sn-en-n个元素中任意选取Sn-en个元素的组合数。
7.根据权利要求5所述的多价值链数据要素分配单满映射编解码方法，其特征在于，所述反向解码en，其包括步骤如下：
步骤7.1：如果in≤C(M-n,0)，则令en=Sn；否则，如果in≤C(M-n+1,1)，则令en=Sn-1；否则，如果in≤C(M-n+2,2)，则令en=Sn-2；以此类推，即找到使in≤C(M-n+kn,kn)成立的最小非负整数kn，则令en=Sn-kn；其中，C(M-n+kn,kn)表示从M-n+kn个元素中任意选取kn个元素的组合数，kn为任意非负整数；
步骤7.2：如果Sn>en，则令in+1=in-C(M-n+Sn-en-1,Sn-en-1)，其中C(M-n+Sn-en-1,Sn-en-1)表示从M-n+Sn-en-1个元素中任意选取Sn-en-1个元素的组合数；否则，令in+1=in；令Sn+1=Sn-en。
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