在habtm上使用polymorphic关联

本文探讨了在Rails应用中如何结合使用habtm(has_and_belongs_to_many)与polymorphic关联来实现复杂的数据关系。通过一个具体案例——全国大学本科教学评估支持系统中座谈会参与者管理功能的实现过程,详细介绍了如何配置模型、建立关联表以及正确操作这些关联。
我们知道,在rails中,habtm和polymorphic都是非常好的东东,特别是后者,可以说是rails的ORM中非常强大的功能。《Agile Web Development with Rails》虽然详细讲述了habtm和polymorphic关联,也讲了如何把模型类映射为连接表,但是并没有讲如何把habtm和polymorphic一起使用做一个介绍。这里我就来简单说一下。

还是出自真实项目中的需求,项目是全国大学本科教学评估支持系统,说白了就是大学用来支持本科教学评估的东西。里面有这样一个use case:

评估中需要召开座谈会,参加的人有:专家、教师、学生...(反正就是学校里面的各色人等),并且参加座谈会的各种人都可以是多个。这样就有了这样一个多对多的数据关系:多个人可以参加多个座谈会,参加者的类别是不一样的(需要polymorphic)。

让我们仔细看看这个use case,其实它还是挺微妙有趣的。如果不考虑polymorphic,那么这里显然就是一个标准的habtm关系,那么我们就建立三张表users、symposia和symposia_users,然后两边用habtm关联一下就好了。

但是如果要考虑polymorphic,就没有这么简单了。这里最主要的问题是habtm本身不支持polymorphic选项,支持polymorphic选项的只有belongs_to。那么我们就不得不把habtm拆成has_many和belongs_to两部分了。

先创建关联表attendances及其响应的model:

# create_attendances.rb--------------------------------------
create_table :attendances do |t|
t.column :attendee_id, :integer
t.column :attendee_type, :string
t.column :symposium_id, :integer
end
# attendance.rb----------------------------------------------
class Attendance < ActiveRecord::Base
belongs_to :attendee, :polymorphic => true
belongs_to :symposium
end

其中的attendee就会多态地关联到专家、教师、学生等人员身上。

然后再配置symposium.rb、expert.rb、teacher.rb、student.rb:

# symposium.rb------------------------------------------------
class Symposium < ActiveRecord::Base
has_many :attendances
has_many :experts,
:through => :attendances,
[b]:source => :attendee,
:source_type => 'Expert'[/b]
has_many :teachers,
:through => :attendances,
:source => :attendee,
:source_type => 'Teacher'
has_many :students,
:through => :attendances,
:source => :attendee,
:source_type => 'Student'
end
# teacher.rb--------------------------------------------------
class Teacher < ActiveRecord::Base
has_many :attendances, :as => :attendee
has_many :symposia, :through => :attendances
end
# expert.rb和student.rb与teacher.rb相同------------------------

以上代码都比较好理解,就是其中的source和source_type选项可能不是很常见,看看ActiveRecord的doc就会明白,source用来指定关联到attendance的哪个属性上(当然就是attendee),而source_type则是在使用了polymorphic的情况下指定attendee的具体类型。

经过以上的配置,整个model的关系就建立起来了,不过在使用这些关系的时候仍需注意一点。假设我们要新建一个座谈会,参与者有专家1、2,教师1、2和学生1、2,代码要怎么写呢?很多人可能都会想是:

symposium = Symposium.new(:name => "座谈会1")
symposium.experts << Expert.find(1) << Expert.find(2)
symposium.teachers << Teacher.find(1) << Teacher.find(2)
symposium.students << Student.find(1) << Student.find(2)
symposium.save

不过这样写是不对的,会得到如下错误:

ActiveRecord::HasManyThroughCantAssociateNewRecords: Cannot associate new records through 'Symposium#attendances' on '#'. Both records must have an id in order to create the has_many :through record associating them.

意思是说symposium和teacher(expert、student)之间的关联要通过attendance,而现在还没有attendance呢(即both records must have an id)。那么要如何先把要用的attendance创建出来呢?对,在建立关系前先创建并保存symposium,这样就间接地提前创建了需要用的attendance。

begin
Symposium.transaction do
symposium = Symposium.new(:name => "座谈会1")
symposium.save! [b]# 这句很重要[/b]
symposium.experts << Expert.find(1) << Expert.find(2)
symposium.teachers << Teacher.find(1) << Teacher.find(2)
symposium.students << Student.find(1) << Student.find(2)
symposium.save!
end
rescue
# 处理事务中的异常...
end
内容概要:本文围绕“基于数据驱动的 Koopman 算子的递归神经网络模型线性化,用于纳米定位系统的预测控制研究”展开,提出了一种结合Koopman算子理论与递归神经网络(RNN)的数据驱动建模方法,旨在对非线性纳米定位系统进行有效线性化建模,并实现高精度的模型预测控制(MPC)。该方法利用Koopman算子将非线性系统映射到高维线性空间,通过递归神经网络学习系统的动态演化规律,构建可解释性强、计算效率高的线性化模型,进而提升预测控制在复杂不确定性环境下的鲁棒性与跟踪精度。文中给出了完整的Matlab代码实现,涵盖数据预处理、网络训练、模型验证与MPC控制器设计等环节,具有较强的基于数据驱动的 Koopman 算子的递归神经网络模型线性化,用于纳米定位系统的预测控制研究(Matlab代码实现)可复现性和工程应用价值。; 适合人群:具备一定控制理论基础和Matlab编程能力的研究生、科研人员及自动化、精密仪器、机器人等方向的工程技术人员。; 使用场景及目标:①解决高精度纳米定位系统中非线性动态响应带来的控制难题;②实现复杂机电系统的数据驱动建模与预测控制一体化设计;③为非线性系统控制提供一种可替代传统机理建模的有效工具。; 阅读建议:建议结合提供的Matlab代码逐模块分析实现流程,重点关注Koopman观测矩阵构造、RNN网络结构设计与MPC控制器耦合机制,同时可通过替换实际系统数据进行迁移验证,深化对数据驱动控制方法的理解与应用能力。
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