【原创】StreamInsight查询系列（二十三）——查询模式之指数平滑法

上篇文章介绍了查询模式中如何进行持续更新，这篇博文将介绍StreamInsight中如何实现指数平滑法。

概念介绍

在我们进行具体实现之前，让我们了解一下什么是指数平滑法？

概念介绍：指数平滑法是一个可以应用于时间序列上的计算方法，最初由Robert G..Brown提出。指数平滑法可以用来生成平滑数据以供展示之用，也可以用于预测未来趋势。它通常应用在金融市场和经济数据中，当然它本质上可以应用于任何不断重复的离散集合中。

我们通常将原始数据序列写作{x_t}，将指数平滑法的结果序列记为{s_t}，用以估计下一个出现的x值。在t=0时刻，一个比较简单的指数平滑法公式可以写作：

其中α为平滑因子，它的取值范围为0<α<1。

指数平滑法

问题：怎样在StreamInsight中实现指数平滑法？

下面向读者展示的是如何通过用户自定义操作符（UDO，User-defined Operator）对StreamInsight事件流实现指数平滑法。

首先创建包含10个随机浮点数的事件流：

var random = new Random();
var startTime = DateTimeOffset.UtcNow;

var xs = (from i in Enumerable.Range(0, 10)
          select PointEvent.CreateInsert(startTime.AddSeconds(i), random.NextDouble())).ToStream(
          Application, AdvanceTimeSettings.StrictlyIncreasingStartTime);

我们希望实现一个用户自定义操作符SmoothingOperator，并指定平滑因子，以对原事件序列进行指数平滑处理，如下：

xs.Scan(new SmoothingOperator(0.5));

下面的部分具体介绍SmoothingOperator的实现：

/// <summary>
/// 实现指数平滑
/// </summary>
[DataContract]
public sealed class SmoothingOperator : CepPointStreamOperator<double, double>
{
    [DataMember]
    readonly double _smoothingFactor;

    [DataMember]
    double? _previousValue;

    public SmoothingOperator(double smoothingFactor)
    {
        _smoothingFactor = smoothingFactor;
    }

    public override IEnumerable<double> ProcessEvent(PointEvent<double> inputEvent)
    {
        // 结果是上一次计算结果和当前输入值的综合
        _previousValue = _previousValue.HasValue
            ? (1.0 - _smoothingFactor) * _previousValue.Value + _smoothingFactor * inputEvent.Payload
            : inputEvent.Payload;

        yield return _previousValue.Value;
    }

    public override bool IsEmpty
    {
        get { return false; }
    }
}

注意必须给SmoothingOperator加上序列化的标志，否则会得到如下异常“Type 'UserQuery+SmoothingOperator' cannot be serialized. Consider marking it with the DataContractAttribute attribute, and marking all of its members you want serialized with the DataMemberAttribute attribute. If the type is a collection, consider marking it with the CollectionDataContractAttribute. See the Microsoft .NET Framework documentation for other supported types.” 。当然这里并非必须使用DataContract，也可以使用其他诸如Xml相关的序列化特性。

运行结果如下：

下一篇将介绍StreamInsight查询模式中如何实现模式匹配。