lab6.py

# ============================================================
# Исходные данные
# ============================================================

# E1: ЕСЛИ (X проживает в Y) И (X является членом партии Z)
#     ТО X будет голосовать за кандидата B

e1_conditions = [
    {"name": "X проживает в Y",          "MD": 0.80, "MND": 0.30, "op": None},
    {"name": "X является членом партии Z","MD": 0.75, "MND": 0.25, "op": "AND"},
]

# E2: ЕСЛИ (X имеет возраст T) ИЛИ (X является ИП)
#     ТО X будет голосовать за кандидата B

e2_conditions = [
    {"name": "X имеет возраст T", "MD": 0.40, "MND": 0.50, "op": None},
    {"name": "X является ИП",     "MD": 0.85, "MND": 0.20, "op": "OR"},
]

hypothesis = "X будет голосовать за кандидата B"

# ============================================================
# Операторы нечёткой логики
# ============================================================

def fuzzy_and(md_a, mnd_a, md_b, mnd_b):
    """AND: MIN по MD, MAX по MND."""
    return min(md_a, md_b), max(mnd_a, mnd_b)

def fuzzy_or(md_a, mnd_a, md_b, mnd_b):
    """OR: MAX по MD, MIN по MND."""
    return max(md_a, md_b), min(mnd_a, mnd_b)

def fuzzy_not(md, mnd):
    """NOT: инвертируем обе меры."""
    return 1 - md, 1 - mnd

# ============================================================
# Вычисление MD и MND для одного предположения
# (цепочка условий, связанных AND / OR)
# ============================================================

def evaluate_conditions(conditions, label):
    print(f"\n  Вычисляем {label}:")
    print(f"  {'─'*50}")

    # Начинаем с первого условия
    cur_md  = conditions[0]["MD"]
    cur_mnd = conditions[0]["MND"]
    print(f"    Условие 1: «{conditions[0]['name']}»")
    print(f"      MD  = {cur_md}")
    print(f"      MND = {cur_mnd}")

    for cond in conditions[1:]:
        op     = cond["op"]
        md_b   = cond["MD"]
        mnd_b  = cond["MND"]

        print(f"\n    Оператор: {op}")
        print(f"    Условие:  «{cond['name']}»")
        print(f"      MD  = {md_b}")
        print(f"      MND = {mnd_b}")

        if op == "AND":
            new_md, new_mnd = fuzzy_and(cur_md, cur_mnd, md_b, mnd_b)
            print(f"\n      MD ({label})  = MIN({cur_md}, {md_b})  = {new_md}")
            print(f"      MND({label}) = MAX({cur_mnd}, {mnd_b}) = {new_mnd}")
        elif op == "OR":
            new_md, new_mnd = fuzzy_or(cur_md, cur_mnd, md_b, mnd_b)
            print(f"\n      MD ({label})  = MAX({cur_md}, {md_b})  = {new_md}")
            print(f"      MND({label}) = MIN({cur_mnd}, {mnd_b}) = {new_mnd}")
        else:
            raise ValueError(f"Неизвестный оператор: {op}")

        cur_md, cur_mnd = new_md, new_mnd

    print(f"\n  Итог {label}: MD = {cur_md},  MND = {cur_mnd}")
    return cur_md, cur_mnd

# ============================================================
# Комбинирование двух предположений
# ============================================================

def combine(md_e1, mnd_e1, md_e2, mnd_e2):
    """
    MD[H: E1,E2]  = MD[H:E1]  + MD[H:E2]  × (1 - MD[H:E1])
    MND[H: E1,E2] = MND[H:E1] + MND[H:E2] × (1 - MND[H:E1])
    """
    md_combined  = md_e1  + md_e2  * (1 - md_e1)
    mnd_combined = mnd_e1 + mnd_e2 * (1 - mnd_e1)
    return md_combined, mnd_combined

# ============================================================
# Коэффициент уверенности Шортлиффа
# ============================================================

def certainty_factor(md, mnd):
    """KU = MD - MND ∈ [-1, +1]"""
    return md - mnd

def interpret_ku(ku):
    if ku > 0.8:
        return "очень высокая уверенность — гипотеза почти наверняка верна"
    elif ku > 0.5:
        return "высокая уверенность — гипотеза скорее верна"
    elif ku > 0.2:
        return "умеренная уверенность — гипотеза вероятно верна"
    elif ku > 0:
        return "слабая уверенность — гипотеза чуть вероятнее верна"
    elif ku == 0:
        return "нейтрально — ничего нельзя утверждать"
    elif ku > -0.2:
        return "слабое сомнение — гипотеза чуть вероятнее ложна"
    elif ku > -0.5:
        return "умеренное сомнение — гипотеза скорее ложна"
    else:
        return "высокое сомнение — гипотеза почти наверняка ложна"

# ============================================================
# Главная программа
# ============================================================

print("=" * 60)
print("  НЕЧЁТКАЯ ЛОГИКА И КОЭФФИЦИЕНТ УВЕРЕННОСТИ (ШОРТЛИФФ)")
print("=" * 60)
print(f"\n  Гипотеза H: «{hypothesis}»")

# --- Шаг 1: вычислить MD и MND для E1 ---
print("\n" + "=" * 60)
print("  ШАГ 1. Вычисление MD и MND для предположения E1")
print("=" * 60)
print("  E1: ЕСЛИ", end="")
for i, c in enumerate(e1_conditions):
    if i == 0:
        print(f" «{c['name']}»")
    else:
        print(f"       {c['op']} «{c['name']}»")
print("       ТО «" + hypothesis + "»")

md_e1, mnd_e1 = evaluate_conditions(e1_conditions, "E1")

ku_e1 = certainty_factor(md_e1, mnd_e1)
print(f"\n  KU[H:E1] = MD - MND = {md_e1} - {mnd_e1} = {ku_e1:.4f}")
print(f"  Интерпретация: {interpret_ku(ku_e1)}")

# --- Шаг 2: вычислить MD и MND для E2 ---
print("\n" + "=" * 60)
print("  ШАГ 2. Вычисление MD и MND для предположения E2")
print("=" * 60)
print("  E2: ЕСЛИ", end="")
for i, c in enumerate(e2_conditions):
    if i == 0:
        print(f" «{c['name']}»")
    else:
        print(f"       {c['op']} «{c['name']}»")
print("       ТО «" + hypothesis + "»")

md_e2, mnd_e2 = evaluate_conditions(e2_conditions, "E2")

ku_e2 = certainty_factor(md_e2, mnd_e2)
print(f"\n  KU[H:E2] = MD - MND = {md_e2} - {mnd_e2} = {ku_e2:.4f}")
print(f"  Интерпретация: {interpret_ku(ku_e2)}")

# --- Шаг 3: комбинировать E1 и E2 ---
print("\n" + "=" * 60)
print("  ШАГ 3. Комбинирование E1 и E2")
print("=" * 60)
print("  Формулы:")
print("    MD[H:E1,E2]  = MD[H:E1]  + MD[H:E2]  × (1 - MD[H:E1])")
print("    MND[H:E1,E2] = MND[H:E1] + MND[H:E2] × (1 - MND[H:E1])")
print()

md_combined, mnd_combined = combine(md_e1, mnd_e1, md_e2, mnd_e2)

print(f"    MD[H:E1,E2]  = {md_e1} + {md_e2} × (1 - {md_e1})")
print(f"                 = {md_e1} + {md_e2} × {1 - md_e1}")
print(f"                 = {md_e1} + {md_e2 * (1 - md_e1):.4f}")
print(f"                 = {md_combined:.4f}")
print()
print(f"    MND[H:E1,E2] = {mnd_e1} + {mnd_e2} × (1 - {mnd_e1})")
print(f"                 = {mnd_e1} + {mnd_e2} × {1 - mnd_e1:.4f}")
print(f"                 = {mnd_e1} + {mnd_e2 * (1 - mnd_e1):.4f}")
print(f"                 = {mnd_combined:.4f}")

# --- Шаг 4: итоговый KU ---
print("\n" + "=" * 60)
print("  ШАГ 4. Итоговый коэффициент уверенности (Шортлифф)")
print("=" * 60)

ku_final = certainty_factor(md_combined, mnd_combined)

print(f"\n  KU[H:E1,E2] = MD[H:E1,E2] - MND[H:E1,E2]")
print(f"              = {md_combined:.4f} - {mnd_combined:.4f}")
print(f"              = {ku_final:.4f}")
print()
print(f"  Диапазон KU: [-1, +1]")
print(f"  Интерпретация: {interpret_ku(ku_final)}")

# --- Итоговая таблица ---
print("\n" + "=" * 60)
print("  ИТОГОВАЯ ТАБЛИЦА")
print("=" * 60)
col = 12
print(f"  {'':20} {'MD':>{col}} {'MND':>{col}} {'KU':>{col}}")
print(f"  {'─'*56}")
print(f"  {'E1':20} {md_e1:>{col}.4f} {mnd_e1:>{col}.4f} {ku_e1:>{col}.4f}")
print(f"  {'E2':20} {md_e2:>{col}.4f} {mnd_e2:>{col}.4f} {ku_e2:>{col}.4f}")
print(f"  {'─'*56}")
print(f"  {'E1 + E2 (итог)':20} {md_combined:>{col}.4f} {mnd_combined:>{col}.4f} {ku_final:>{col}.4f}")
print()
print(f"  Вывод: гипотеза «{hypothesis}»")
print(f"         {interpret_ku(ku_final).upper()}")