Sku 多维属性状态判断算法

问题描述

这个问题来源于选择商品属性的场景。比如我们买衣服、鞋子这类物件,一般都需要我们选择合适的颜色、尺码等属性

color_size

先了解一下 sku 的学术概念吧

最小库存管理单元(Stock Keeping Unit, SKU)是一个会计学名词,定义为库存管理中的最小可用单元,例如纺织品中一个SKU通常表示规格、颜色、款式,而在连锁零售门店中有时称单品为一个SKU。最小库存管理单元可以区分不同商品销售的最小单元,是科学管理商品的采购、销售、物流和财务管理以及POS和MIS系统的数据统计的需求,通常对应一个管理信息系统的编码。 —— form wikipedia 最小存货单位

简单的结合上面的实例来说: sku 就是你上购物网站买到的最终商品,对应的上图中已选择的属性是:颜色 黑色 – 尺码 37

我先看看后端数据结构一般是这样的,一个线性数组,每个元素是一个描述当前 sku 的 map,比如:

前端展示的时候显然需要 group 一下,按不同的属性分组,目的就是让用户按属性的维度去选择,group 后的数据大概是这样的:

对应的在网页上大概是这样的 UI

ui_demo

这个时候,就会有一个问题,这些元子属性能组成的集合(用户的选择路径) 远远大于 真正可以组成的集合,比如上面的属性集合可以组合成一个 笛卡尔积,即。可以组合成以下序列:

根据公式可以知道,一个由 3 个元素,每个元素是有 3 个元素的子集构成的集合,能组成的笛卡尔积一共有 3 的 3 次幂,也就是 27 种,然而源数据只可以形成 3 种组合

这种情况下最好能提前判断出来不可选的路径并置灰,告诉用户,否则会造成误解

确定规则

看下图,如果我们定义红色为当前选中的商品的属性,即当前选中商品为 红-大-A,这个时候如何确认其它非已选属性是否可以组成可选路径?

ui_selected

规则是这样的: 假设当前用户想选 白-大-A,刚好这个选择路径是不存在的,那么我们就把 置灰

ui_selected_disabled

以此类推,如果要确认 属性是否可用,需要查找 蓝-大-A 路径是否存在

解决方法

根据上面的逻辑代码实现思路就有了:

  1. 遍历所有非已选元素:"白", "蓝", "中", "小", "B", "C"
    1. 遍历所有属性行: "颜色", "尺码", "型号"
      1. 取: a) 当前元素 b) 非当前元素所在的其它属性已选元素,形成一个路径
      2. 判断此路径是否存在,如果不存在将当前元素置灰

看来问题似乎已经解决了,然而 …

我们忽略了一个非常重要的问题:上例中虽然 元素置灰,但是实际上 是可以被点击的!因为用户可以选择 白-中-B 路径

如果用户点击了 情况就变得复杂了很多,我们假设用户 只选择了一个元素 ,此时如何判断其它未选元素是否可选?

ui_selected_one

即:如何确定 "大", "中", "小", "A", "B", "C" 需要置灰? 注意我们并不需要确认 "红","蓝" 是否可选,因为属性里面的元素都是 单选,当前的属性里任何元素都可选的

缩小问题规模

我们先 缩小问题范围:当前情况下(只有一个 已选)如何确定尺码 "大" 需要置灰? 你可能会想到根据我们之间的逻辑,需要分别查找:

  • 白 – 大 – A
  • 白 – 大 – B
  • 白 – 大 – C

他们都不存在的时候把尺码 置灰,问题似乎也可以解决。其实这样是不对的,因为 型号没有被选择过,所以只需要知道 白-大是否可选即可

同时还有一个问题,如果已选的个数不确定而且维度可以增加到不确定呢?

ui_muli-attr

这种情况下如果还按之前的算法,即使实现也非常复杂。这时候就要考虑换一种思维方式

调整思路

之前我们都是反向思考,找出不可选应该置灰的元素。我们现在正向的考虑,如何确定属性是否可选。而且多维的情况下用户可以跳着选。比如:用户选了两个元素 白,B

ui_muli-attr_two图1

我们再回过头来看下 原始存在的数据

显然:如果第一条数据 "红", "大", "A" 存在,那么下面这些子组合 肯定都存在

  • A
  • 红 – 大
  • 红 – A
  • 大 – A
  • 红 – 大 – A

同理:如果第二条数据 "白", "中", "B" 存在,那么下面这些子组合 肯定都存在

  • B
  • 白 – 中
  • 白 – B
  • 中 – B
  • 白 – 中 – B

我们提前把 所有存在的路径中的子组合 算出来,算法上叫取集合所有子集,数学上叫 幂集, 形成一个所有存在的路径表,算法如下:

有了这个存在的子集集合,再回头看 图1 举例:

ui_muli-attr_two图1

  • 如何确定 可选? 只需要确定 红-B 可选
  • 如何确定 可选? 需要确定 白-中-B 可选
  • 如何确定 2G 可选? 需要确定 白-B-2G 可选

算法描述如下:

  1. 遍历所有非已选元素
    1. 遍历所有属性行
      1. 取: a) 当前元素 b) 非当前元素所在的其它属性已选元素(如果当前属性中没已选元素,则跳过),形成一个路径
      2. 判断此路径是否存在(在所有存在的路径表中查询),如果不存在将当前元素置灰

以最开始的后端数据为例,生成的所有可选路径表如下: 注意路径用分割符号「-」分开是为了查找路径时方便,不用遍历

为了更清楚的说明这个算法,再上一张图来解释下吧:

color-size-sel

所以根据上面的逻辑得出,计算状态后的界面应该是这样的:

color_size_with_state

现在这种情况下如果用户点击 尺码 应该怎么交互呢?

优化体验

因为当前情况下路径 红-中-A 并不存在,如果点击 ,那么除了尺码 之外其它的属性中 至少有一个 属性和 的路径搭配是不存在的

交互方面需求是:如果不存在就高亮当前属性行,使用户必须选择到可以和 组合存在的属性。而且用户之间选择过的属性要做一次缓存

所以当点击不存在的属性时交互流程是这样的:

  1. 无论当前属性存不存在,先高亮(选中)当前属性
  2. 清除其它所有已选属性
  3. 更新当前状态(只选当前属性)下的其它属性可选状态
  4. 遍历非当前属性行的其它属性查找对应的在缓存中的已选属性
  5. 如果缓存中对应的属性存在(可选),则默认选中缓存属性并 再次更新 其它可选状态。不存在,则高亮当前属性行(深色背景)

这个过程的流程图大概是这样的,点进不存在的属性就会进入「单选流程」

select_diag

假设后端数据是这样的:

当前选中状态是:白-大-A

color_size_demo

如果用户点击 。这个时候 白-中 是存在的,但是 中-A 并不存在,所以保留颜色 ,高亮型号属性行:

color_size_demo_width_hl

由此可见和 白-中 能搭配存在型号只有 B,而缓存的作用就是为了少让用户选一次颜色

到这里,基本上主要的功能就实现了。比如库存逻辑处理方式也和不存属性一样,就不再赘述。唯一需要注意的地方是求幂集的复杂度问题

算法复杂度

幂集算法的时间复杂度是 O(2^n),也就是说每条数据上面的属性(维度)越多,复杂度越高。sku 数据的多少并不重要,因为是常数级的线性增长,而维度是指数级的增长

powerset_test

在 chrome 里面简单跑了几个用例,可见这个算法非常低效,如果要使用这个算法,必须控制维度在合理范围内,而且不仅仅算法时间复杂度很高,生成最后的路径表也会非常大,相应的占用内存也很高。

举个例子:如果有一个 10 维的 sku,那么最终生成的路径表会有 2^10 个(1024) key/value

最终 demo 可以查看这个: sku 多维属性状态判断

相关资料: sku组合查询算法探索

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