Rust 中单次可转让选票实现

此程序是 Rust 中单次可转让选票的实现。目标是提供可与其他选票计数软件（如 Droop.py）可重复的选票计数记录。

目前，只实现了 Meek 计数方法。

更多详情请参阅以下博客文章：STV-rs: Rust 中单次可转让选票实现。

用法

使用 Cargo

$ RUST_LOG=$LOG_LEVEL cargo run \
  --release -- \
  --arithmetic $ARITHMETIC \
  --input ballots.txt \
  meek \
  --parallel=<true|false>

$ RUST_LOG=$LOG_LEVEL cargo run \
  --release -- \
  --arithmetic $ARITHMETIC \
  --input ballots.txt \
  meek \
  --parallel=<true|false> \
  --equalize

算术实现

您可以通过 --arithmetic 命令行标志来控制用于计票的算术。以下是一些可用的实现。

• fixed9：每个算术操作都四舍五入到9位小数。除非显式标记的操作（计算保留因子），否则向下舍入。这由 Rust 的 i64 支持，因此可能会溢出。通过启用 checked_i64 功能（默认启用）进行编译将捕获整数溢出并使程序崩溃，而不是继续使用错误的数据。
• bigfixed9：与 fixed9 相同，但这是由大整数类型（来自 num crate）支持的，因此不会溢出。然而，这比 fixed9 慢。
• float64：使用 64 位浮点算术（Rust 的 f64）。通常很快，但更脆弱，因为浮点算术引入的舍入意味着基本的属性，如 结合律 和 分配律 并不成立。
• exact：使用不带舍入的精确有理数。通常计算复杂度太高，无法完成超过几轮。
• approx：在每次 STV 轮次中使用精确有理数，但在每次轮次之后将 Meek 保留因子舍入，以避免计算复杂度爆炸。

均衡计数

在此模式下，对等排名的候选人名单的选票将尽可能公平地计数，通过模拟等排名候选人的所有可能排列的叠加。

例如，选票 a b=c 变成了 a b c（权重 1/2）和 a c b（权重 1/2）的叠加。同样，选票 a b=c=d 被计为 6 份选票的叠加，每份选票权重为 1/6：a b c d，a b d c，a c b d，a c d b，a d b c，a d c b。

日志级别

除了写入标准输出的选举记录（旨在与 Droop.py 保持一致以实现可重现性）之外，您还可以通过设置环境变量 $RUST_LOG 来获取更多详细信息。

日志级别将提供以下信息。

• info：打印高级结果：选举设置、当选/失败候选人。
• debug：info + 打印每个 STV 轮次的调试信息。
• trace：debug + 打印每个轮次中每个选票的计数方式。

有关更高级的日志控制，请参阅 env_logger crate 文档。

并行处理

要加快计算速度，您可以通过命令行标志 --parallel 启用并行处理。

投票计数过程涉及对所有选票的投票进行累积，对每张选票的计数结果进行求和。没有并行处理时，这是通过简单的选票序列循环完成的。启用并行处理后，使用并行循环代替，其中每张选票在任意线程上独立计数，求和可以在任何顺序中进行。

由于求和是在任意顺序下进行的，因此重要的是要使用加法是 可交换 和 可结合 的算术，否则结果将不可重现。这排除了 float64，因为加法不是可结合的。

在底层，使用 rayon crate 自动调度和分配工作到可用的 CPU 核心（map-reduce 架构）。

其他 STV 实现

以下是非详尽列表的 STV 实现。

• Python
  • Droop.py.
• Rust
  • OpenTally (网站)，
  • wybr (crates.io)，
  • tallystick (crates.io)。

贡献

有关详细信息，请参阅 CONTRIBUTING.md。

许可

Apache 2.0；有关详细信息，请参阅 LICENSE。

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