Factorio Space Age Production Calculator

Stack: C# .NET 10, MathNet.Numerics, Spectre.Console, ClosedXML, xUnit, Microsoft.Extensions.DependencyInjection

Калькулятор производственных цепочек для Factorio: Space Age. Рассчитывает количество машин, потоки ресурсов и сырьевые входы для заданных целей производства.

Математическая модель

Решение строится через систему линейных уравнений (не DFS):

A × x = b

Где:

• A — матрица коэффициентов (строки = ресурсы, столбцы = рецепты)
• x — скорости выполнения рецептов (cycles/sec) — неизвестные
• b — целевые скорости производства (targets) / 0 (intermediates)

Решение: LU-разложение (квадратная матрица), QR (переопределённая), псевдообратная (недоопределённая).

Архитектура

FactorioCalc/
├── src/
│   ├── FactorioCalc.Domain/     # Сущности, интерфейсы (DDD)
│   ├── FactorioCalc.Data/       # JSON-хранилище рецептов
│   ├── FactorioCalc.Solver/     # Матричный решатель (MathNet.Numerics)
│   ├── FactorioCalc.Reporting/  # Console/JSON/Excel экспорт
│   └── FactorioCalc.CLI/        # Точка входа, DI, парсинг аргументов
├── tests/
│   └── FactorioCalc.Tests/      # xUnit unit-тесты (30 тестов)
├── data/
│   └── recipes.json             # База рецептов Space Age
└── README.md

Слои

Слой	Описание
Domain	Immutable-сущности: Resource, Recipe, Machine, Module, RecipeExecution, ProductionTarget, ProductionResult
Data	JsonRecipeRepository — загрузка рецептов из JSON
Solver	ResourceClassifier — классификация ресурсов, RecipeMatrixBuilder — построение матрицы, ProductionSolver — решение через MathNet.Numerics
Reporting	ConsoleReporter, JsonReporter, ExcelReporter
CLI	Парсинг аргументов, DI (Microsoft.Extensions.DependencyInjection), Spectre.Console

Классы Solver

Класс	Ответственность
ResourceClassifier	Определяет target / intermediate / raw ресурсы
RecipeMatrixBuilder	Строит матрицу коэффициентов A и вектор b
ProductionSolver	Решает систему, считает машины, потоки ресурсов

Быстрый старт

# Сборка
dotnet build src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj

# Тесты
dotnet test tests/FactorioCalc.Tests/FactorioCalc.Tests.csproj

# Запуск
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj

Использование

Расчёт производства

# Простой расчёт
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- solve "Steel Plate:5"

# Множественные цели
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- solve "Red Science Pack:10" "Processing Unit:30"

# С модулями
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- solve "Blue Science Pack:60" -m "Productivity Module 3"

# С экспортом
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- solve "Yellow Science Pack:15" -j result.json -e result.xlsx

Формат целей

"ResourceName:amount"

Например: "Steel Plate:5" → 5 стальных пластин в секунду.

Опции

Опция	Описание
-r, --recipe-file <path>	Путь к JSON с рецептами
-m, --modules <name>	Модуль для применения (можно повторять)
-j, --json <path>	Экспорт в JSON
-e, --excel <path>	Экспорт в Excel (.xlsx)

Список ресурсов

dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- list --resources
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- list --recipes
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- list --machines
dotnet run --project src/FactorioCalc.CLI/FactorioCalc.CLI.csproj -- list --modules

Формула расчёта

Матрица A:  A[resource, recipe] = Σ(products) - Σ(ingredients)  (с учётом productivity)
Система:    A × x = b
Решение:    x = A⁻¹ × b  (LU decomposition)
Machine Count = recipe_rate / (effective_speed / craft_time)
Effective Speed = base_speed × (1 + speed_bonus)

Принципы

• SOLID — разделение ответственности по слоям
• Immutable entities — все сущности Domain-слоя неизменяемы
• IReadOnlyCollection / IReadOnlyDictionary — публичные API
• Matrix-based solver — система линейных уравнений через MathNet.Numerics
• DI — Microsoft.Extensions.DependencyInjection
• No recursion — никаких DFS, никаких раскрытий дерева

Тесты

dotnet test tests/FactorioCalc.Tests/FactorioCalc.Tests.csproj

30 тестов: валидация сущностей Domain-слоя + интеграционные тесты Solver-а + тесты ResourceClassifier и RecipeMatrixBuilder.