ShopTRAINING/server/utils/visualization.py

"""
药店销售预测系统 - 可视化工具函数
"""

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import os

# 修复导入路径问题
try:
    from core.config import DEFAULT_MODEL_DIR
except ImportError:
    try:
        from ..core.config import DEFAULT_MODEL_DIR
    except ImportError:
        # 后备方案：使用默认值
        DEFAULT_MODEL_DIR = "saved_models"

def plot_loss_curve(train_losses, val_losses, model_type: str, scope: str, identifier: str, version: str = None, save_path=None, model_dir=DEFAULT_MODEL_DIR):
    """
    绘制训练和验证损失曲线，并根据scope和identifier生成标准化的文件名。

    参数:
    train_losses: 训练损失列表
    val_losses: 验证损失列表
    model_type: 模型类型 (e.g., 'xgboost')
    scope: 训练范围 ('product', 'store', 'global')
    identifier: 范围对应的标识符 (产品名, 店铺ID, 或聚合方法)
    version: (可选) 模型版本号，用于生成唯一的文件名
    save_path: 保存路径，如果为None则自动生成路径
    model_dir: 模型保存目录
    """
    plt.figure(figsize=(10, 5))
    plt.plot(train_losses, label='训练损失')
    plt.plot(val_losses, label='验证损失')
    
    # 动态生成标题
    title_identifier = identifier.replace('_', ' ')
    title = f'{title_identifier} - {model_type} ({scope}) 模型训练和验证损失'
    plt.title(title)
    
    plt.xlabel('Epoch')
    plt.ylabel('Loss')
    plt.legend()
    plt.grid(True)
    
    if save_path:
        full_path = save_path
    else:
        os.makedirs(model_dir, exist_ok=True)
        
        # 标准化文件名生成逻辑，与 ModelManager 对齐
        version_str = f"_{version}" if version else ""
        # 清理标识符中的非法字符
        safe_identifier = identifier.replace(' ', '_').replace('/', '_').replace('\\', '_')
        
        filename = f"{model_type}_{scope}_{safe_identifier}{version_str}_loss_curve.png"
        full_path = os.path.join(model_dir, filename)
    
    plt.savefig(full_path)
    plt.close()
    return full_path

def plot_prediction_results(y_true, y_pred, product_name, model_type, dates=None, save_path=None, model_dir=DEFAULT_MODEL_DIR):
    """
    绘制预测结果与真实值的对比图
    
    参数:
    y_true: 真实值
    y_pred: 预测值
    product_name: 产品名称
    model_type: 模型类型
    dates: 日期列表，如果提供则用作x轴
    save_path: 保存路径，如果为None则自动生成路径
    model_dir: 模型保存目录，默认使用配置中的DEFAULT_MODEL_DIR
    """
    plt.figure(figsize=(12, 6))
    
    if dates is not None:
        plt.plot(dates, y_true, 'b-', label='真实销量')
        plt.plot(dates, y_pred, 'r--', label='预测销量')
        plt.xticks(rotation=45)
    else:
        plt.plot(y_true, 'b-', label='真实销量')
        plt.plot(y_pred, 'r--', label='预测销量')
    
    plt.title(f'{product_name} - {model_type}模型预测结果')
    plt.xlabel('日期')
    plt.ylabel('销量')
    plt.legend()
    plt.grid(True)
    plt.tight_layout()
    
    if save_path:
        # 如果提供了完整路径，直接使用
        full_path = save_path
    else:
        # 否则生成默认路径
        # 确保模型目录存在
        os.makedirs(model_dir, exist_ok=True)
        
        # 构建文件名：模型类型_产品名_prediction.png
        filename = f"{model_type}_product_{product_name.replace(' ', '_')}_prediction.png"
        full_path = os.path.join(model_dir, filename)
    
    plt.savefig(full_path)
    plt.close()
    return full_path

def plot_multiple_predictions(predictions_dict, product_name, dates=None, save_path=None, model_dir=DEFAULT_MODEL_DIR):
    """
    绘制多个模型的预测结果对比图
    
    参数:
    predictions_dict: 字典，键为模型名称，值为预测结果
    product_name: 产品名称
    dates: 日期列表，如果提供则用作x轴
    save_path: 保存路径，如果为None则自动生成路径
    model_dir: 模型保存目录，默认使用配置中的DEFAULT_MODEL_DIR
    """
    plt.figure(figsize=(12, 6))
    
    colors = ['b-', 'r--', 'g-.', 'm:', 'c-', 'y--']
    
    for i, (model_name, values) in enumerate(predictions_dict.items()):
        if dates is not None:
            plt.plot(dates, values, colors[i % len(colors)], label=model_name)
        else:
            plt.plot(values, colors[i % len(colors)], label=model_name)
    
    plt.title(f'{product_name} - 多模型预测结果对比')
    plt.xlabel('日期')
    plt.ylabel('销量')
    plt.legend()
    plt.grid(True)
    plt.tight_layout()
    
    if save_path:
        # 如果提供了完整路径，直接使用
        full_path = save_path
    else:
        # 否则生成默认路径
        # 确保模型目录存在
        os.makedirs(model_dir, exist_ok=True)
        
        # 构建文件名：产品名_model_comparison.png
        filename = f"{product_name.replace(' ', '_')}_model_comparison.png"
        full_path = os.path.join(model_dir, filename)
    
    plt.savefig(full_path)
    plt.close()
    return full_path

def plot_feature_importance(feature_names, importance_scores, product_name, model_type, save_path=None, model_dir=DEFAULT_MODEL_DIR):
    """
    绘制特征重要性条形图
    
    参数:
    feature_names: 特征名称列表
    importance_scores: 重要性分数列表
    product_name: 产品名称
    model_type: 模型类型
    save_path: 保存路径，如果为None则自动生成路径
    model_dir: 模型保存目录，默认使用配置中的DEFAULT_MODEL_DIR
    """
    # 按重要性排序
    sorted_idx = np.argsort(importance_scores)
    sorted_names = [feature_names[i] for i in sorted_idx]
    sorted_scores = [importance_scores[i] for i in sorted_idx]
    
    plt.figure(figsize=(10, 6))
    plt.barh(sorted_names, sorted_scores)
    plt.title(f'{product_name} - {model_type}模型特征重要性')
    plt.xlabel('重要性分数')
    plt.ylabel('特征')
    plt.tight_layout()
    
    if save_path:
        # 如果提供了完整路径，直接使用
        full_path = save_path
    else:
        # 否则生成默认路径
        # 确保模型目录存在
        os.makedirs(model_dir, exist_ok=True)
        
        # 构建文件名：模型类型_产品名_feature_importance.png
        filename = f"{model_type}_product_{product_name.replace(' ', '_')}_feature_importance.png"
        full_path = os.path.join(model_dir, filename)
    
    plt.savefig(full_path)
    plt.close()
    return full_path