Problem.java
001 /*
002  * Java Genetic Algorithm Library (jenetics-4.0.0).
003  * Copyright (c) 2007-2017 Franz Wilhelmstötter
004  *
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009  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
010  *
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016  *
017  * Author:
018  *    Franz Wilhelmstötter (franz.wilhelmstoetter@gmail.com)
019  */
020 package io.jenetics.engine;
021 
022 import static java.util.Objects.requireNonNull;
023 
024 import java.util.function.Function;
025 
026 import io.jenetics.Gene;
027 
028 /**
029  * This interface describes a <i>problem</i> which can be solved by the GA
030  * evolution {@code Engine}. It connects the actual {@link #fitness()} function
031  * and the needed {@link #codec()}.
032  *
033  <pre>{@code
034  * final Problem<ISeq<BitGene>, BitGene, Integer> counting = Problem.of(
035  *     // Native fitness function
036  *     genes -> (int)genes.stream()
037  *         .filter(BitGene::getBit)
038  *         .count(),
039  *     // Problem encoding
040  *     Codec.of(
041  *         Genotype.of(BitChromosome.of(100)),
042  *         gt -> gt.getChromosome().toSeq()
043  *     )
044  * );
045  * }</pre>
046  *
047  * The example above shows the Ones-Counting problem definition.
048  *
049  @see Codec
050  @see Engine
051  *
052  @param <T> the (<i>native</i>) argument type of the problem fitness function
053  @param <G> the gene type the evolution engine is working with
054  @param <C> the result type of the fitness function
055  *
056  @author <a href="mailto:franz.wilhelmstoetter@gmail.com">Franz Wilhelmstötter</a>
057  @version 3.4
058  @since 3.4
059  */
060 public interface Problem<
061     T,
062     extends Gene<?, G>,
063     extends Comparable<? super C>
064 {
065 
066     /**
067      * Return the fitness function of the <i>problem</i> in the <i>native</i>
068      * problem domain.
069      *
070      @return the fitness function
071      */
072     public Function<T, C> fitness();
073 
074     /**
075      * Return the codec, which translates the types of the problem domain into
076      * types, which can be understand by the evolution {@code Engine}.
077      *
078      @return the engine codec
079      */
080     public Codec<T, G> codec();
081 
082     /**
083      * Return a new optimization <i>problem</i> with the given parameters.
084      *
085      @param fitness the problem fitness function
086      @param codec the evolution engine codec
087      @param <T> the (<i>native</i>) argument type of the problem fitness function
088      @param <G> the gene type the evolution engine is working with
089      @param <C> the result type of the fitness function
090      @return a new problem object from the given parameters
091      @throws NullPointerException if one of the arguments is {@code null}
092      */
093     public static <T, G extends Gene<?, G>, C extends Comparable<? super C>>
094     Problem<T, G, C> of(
095         final Function<T, C> fitness,
096         final Codec<T, G> codec
097     ) {
098         requireNonNull(fitness);
099         requireNonNull(codec);
100 
101         return new Problem<T, G, C>() {
102             @Override
103             public Codec<T, G> codec() {
104                 return codec;
105             }
106 
107             @Override
108             public Function<T, C> fitness() {
109                 return fitness;
110             }
111         };
112     }
113 
114 }