DoubleGene.java
001 /*
002  * Java Genetic Algorithm Library (jenetics-4.2.0).
003  * Copyright (c) 2007-2018 Franz Wilhelmstötter
004  *
005  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
006  * you may not use this file except in compliance with the License.
007  * You may obtain a copy of the License at
008  *
009  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
010  *
011  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
012  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
013  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
014  * See the License for the specific language governing permissions and
015  * limitations under the License.
016  *
017  * Author:
018  *    Franz Wilhelmstötter (franz.wilhelmstoetter@gmail.com)
019  */
020 package io.jenetics;
021 
022 import static io.jenetics.internal.math.random.nextDouble;
023 import static io.jenetics.util.RandomRegistry.getRandom;
024 
025 import java.io.Serializable;
026 import java.util.Random;
027 
028 import io.jenetics.internal.math.random;
029 import io.jenetics.util.DoubleRange;
030 import io.jenetics.util.ISeq;
031 import io.jenetics.util.IntRange;
032 import io.jenetics.util.MSeq;
033 import io.jenetics.util.Mean;
034 
035 /**
036  * Implementation of the NumericGene which holds a 64 bit floating point number.
037  *
038  <p>This is a <a href="https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/doc-files/ValueBased.html">
039  * value-based</a> class; use of identity-sensitive operations (including
040  * reference equality ({@code ==}), identity hash code, or synchronization) on
041  * instances of {@code DoubleGene} may have unpredictable results and should
042  * be avoided.
043  *
044  @see DoubleChromosome
045  *
046  * @implNote
047  * This class is immutable and thread-safe.
048  *
049  @author <a href="mailto:franz.wilhelmstoetter@gmail.com">Franz Wilhelmstötter</a>
050  @since 1.6
051  @version 4.0
052  */
053 public final class DoubleGene
054     extends AbstractNumericGene<Double, DoubleGene>
055     implements
056         NumericGene<Double, DoubleGene>,
057         Mean<DoubleGene>,
058         Comparable<DoubleGene>,
059         Serializable
060 {
061 
062     private static final long serialVersionUID = 1L;
063 
064     /**
065      * Create a new random {@code DoubleGene} with the given value and the
066      * given range. If the {@code value} isn't within the interval [min, max),
067      * no exception is thrown. In this case the method
068      {@link DoubleGene#isValid()} returns {@code false}.
069      *
070      @param value the value of the gene.
071      @param min the minimal valid value of this gene (inclusively).
072      @param max the maximal valid value of this gene (exclusively).
073      @throws NullPointerException if one of the arguments is {@code null}.
074      */
075     DoubleGene(final Double value, final Double min, final Double max) {
076         super(value, min, max);
077     }
078 
079     @Override
080     public int compareTo(final DoubleGene other) {
081         return _value.compareTo(other._value);
082     }
083 
084     /**
085      * Create a new random {@code DoubleGene} with the given value and the
086      * given range. If the {@code value} isn't within the interval [min, max),
087      * no exception is thrown. In this case the method
088      {@link DoubleGene#isValid()} returns {@code false}.
089      *
090      @param value the value of the gene.
091      @param min the minimal valid value of this gene (inclusively).
092      @param max the maximal valid value of this gene (exclusively).
093      @return a new {@code DoubleGene} with the given parameter
094      */
095     public static DoubleGene of(
096         final double value,
097         final double min,
098         final double max
099     ) {
100         return new DoubleGene(value, min, max);
101     }
102 
103     /**
104      * Create a new random {@code DoubleGene} with the given value and the
105      * given range. If the {@code value} isn't within the interval [min, max),
106      * no exception is thrown. In this case the method
107      {@link DoubleGene#isValid()} returns {@code false}.
108      *
109      @since 3.2
110      *
111      @param value the value of the gene.
112      @param range the double range to use
113      @return a new random {@code DoubleGene}
114      @throws NullPointerException if the given {@code range} is {@code null}.
115      */
116     public static DoubleGene of(final double value, final DoubleRange range) {
117         return new DoubleGene(value, range.getMin(), range.getMax());
118     }
119 
120     /**
121      * Create a new random {@code DoubleGene}. It is guaranteed that the value
122      * of the {@code DoubleGene} lies in the interval [min, max).
123      *
124      @param min the minimal valid value of this gene (inclusively).
125      @param max the maximal valid value of this gene (exclusively).
126      @return a new {@code DoubleGene} with the given parameter
127      */
128     public static DoubleGene of(final double min, final double max) {
129         return of(nextDouble(min, max, getRandom()), min, max);
130     }
131 
132     /**
133      * Create a new random {@code DoubleGene}. It is guaranteed that the value
134      * of the {@code DoubleGene} lies in the interval [min, max).
135      *
136      @since 3.2
137      *
138      @param range the double range to use
139      @return a new {@code DoubleGene} with the given parameter
140      @throws NullPointerException if the given {@code range} is {@code null}.
141      */
142     public static DoubleGene of(final DoubleRange range) {
143         return of(nextDouble(range.getMin(), range.getMax(), getRandom()), range);
144     }
145 
146     static ISeq<DoubleGene> seq(
147         final Double minimum,
148         final Double maximum,
149         final IntRange lengthRange
150     ) {
151         final double min = minimum;
152         final double max = maximum;
153         final Random r = getRandom();
154 
155         return MSeq.<DoubleGene>ofLength(random.nextInt(lengthRange, r))
156             .fill(() -> new DoubleGene(nextDouble(min, max, r), minimum, maximum))
157             .toISeq();
158     }
159 
160     @Override
161     public DoubleGene newInstance(final Number number) {
162         return new DoubleGene(number.doubleValue(), _min, _max);
163     }
164 
165     @Override
166     public DoubleGene newInstance() {
167         return new DoubleGene(
168             nextDouble(_min, _max, getRandom()), _min, _max
169         );
170     }
171 
172     @Override
173     public DoubleGene mean(final DoubleGene that) {
174         return new DoubleGene(_value + (that._value - _value)/2.0, _min, _max);
175     }
176 
177 }