DoubleGene.java
001 /*
002  * Java Genetic Algorithm Library (jenetics-3.4.0).
003  * Copyright (c) 2007-2016 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@gmx.at)
019  */
020 package org.jenetics;
021 
022 import static org.jenetics.internal.math.random.nextDouble;
023 import static org.jenetics.util.RandomRegistry.getRandom;
024 
025 import java.io.Serializable;
026 import java.util.Random;
027 
028 import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessType;
029 import javax.xml.bind.annotation.XmlAccessorType;
030 import javax.xml.bind.annotation.XmlAttribute;
031 import javax.xml.bind.annotation.XmlRootElement;
032 import javax.xml.bind.annotation.XmlType;
033 import javax.xml.bind.annotation.XmlValue;
034 import javax.xml.bind.annotation.adapters.XmlAdapter;
035 import javax.xml.bind.annotation.adapters.XmlJavaTypeAdapter;
036 
037 import org.jenetics.util.DoubleRange;
038 import org.jenetics.util.ISeq;
039 import org.jenetics.util.MSeq;
040 import org.jenetics.util.Mean;
041 
042 /**
043  * Implementation of the NumericGene which holds a 64 bit floating point number.
044  *
045  <p>This is a <a href="https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/doc-files/ValueBased.html">
046  * value-based</a> class; use of identity-sensitive operations (including
047  * reference equality ({@code ==}), identity hash code, or synchronization) on
048  * instances of {@code DoubleGene} may have unpredictable results and should
049  * be avoided.
050  *
051  @author <a href="mailto:franz.wilhelmstoetter@gmx.at">Franz Wilhelmstötter</a>
052  @since 1.6
053  @version 3.2
054  */
055 @XmlJavaTypeAdapter(DoubleGene.Model.Adapter.class)
056 public final class DoubleGene
057     extends AbstractNumericGene<Double, DoubleGene>
058     implements
059         NumericGene<Double, DoubleGene>,
060         Mean<DoubleGene>,
061         Comparable<DoubleGene>,
062         Serializable
063 {
064 
065     private static final long serialVersionUID = 1L;
066 
067     /**
068      * Create a new random {@code DoubleGene} with the given value and the
069      * given range. If the {@code value} isn't within the interval [min, max),
070      * no exception is thrown. In this case the method
071      {@link DoubleGene#isValid()} returns {@code false}.
072      *
073      @param value the value of the gene.
074      @param min the minimal valid value of this gene (inclusively).
075      @param max the maximal valid value of this gene (exclusively).
076      @throws NullPointerException if one of the arguments is {@code null}.
077      */
078     DoubleGene(final Double value, final Double min, final Double max) {
079         super(value, min, max);
080     }
081 
082     @Override
083     public int compareTo(final DoubleGene other) {
084         return _value.compareTo(other._value);
085     }
086 
087     /**
088      * Create a new random {@code DoubleGene} with the given value and the
089      * given range. If the {@code value} isn't within the interval [min, max),
090      * no exception is thrown. In this case the method
091      {@link DoubleGene#isValid()} returns {@code false}.
092      *
093      @param value the value of the gene.
094      @param min the minimal valid value of this gene (inclusively).
095      @param max the maximal valid value of this gene (exclusively).
096      @return a new {@code DoubleGene} with the given parameter
097      */
098     public static DoubleGene of(
099         final double value,
100         final double min,
101         final double max
102     ) {
103         return new DoubleGene(value, min, max);
104     }
105 
106     /**
107      * Create a new random {@code DoubleGene} with the given value and the
108      * given range. If the {@code value} isn't within the interval [min, max),
109      * no exception is thrown. In this case the method
110      {@link DoubleGene#isValid()} returns {@code false}.
111      *
112      @since 3.2
113      *
114      @param value the value of the gene.
115      @param range the double range to use
116      @return a new random {@code DoubleGene}
117      @throws NullPointerException if the given {@code range} is {@code null}.
118      */
119     public static DoubleGene of(final double value, final DoubleRange range) {
120         return new DoubleGene(value, range.getMin(), range.getMax());
121     }
122 
123     /**
124      * Create a new random {@code DoubleGene}. It is guaranteed that the value
125      * of the {@code DoubleGene} lies in the interval [min, max).
126      *
127      @param min the minimal valid value of this gene (inclusively).
128      @param max the maximal valid value of this gene (exclusively).
129      @return a new {@code DoubleGene} with the given parameter
130      */
131     public static DoubleGene of(final double min, final double max) {
132         return of(nextDouble(getRandom(), min, max), min, max);
133     }
134 
135     /**
136      * Create a new random {@code DoubleGene}. It is guaranteed that the value
137      * of the {@code DoubleGene} lies in the interval [min, max).
138      *
139      @since 3.2
140      *
141      @param range the double range to use
142      @return a new {@code DoubleGene} with the given parameter
143      @throws NullPointerException if the given {@code range} is {@code null}.
144      */
145     public static DoubleGene of(final DoubleRange range) {
146         return of(nextDouble(getRandom(), range.getMin(), range.getMax()), range);
147     }
148 
149     static ISeq<DoubleGene> seq(
150         final Double minimum,
151         final Double maximum,
152         final int length
153     ) {
154         final double min = minimum;
155         final double max = maximum;
156         final Random r = getRandom();
157 
158         return MSeq.<DoubleGene>ofLength(length)
159             .fill(() -> new DoubleGene(nextDouble(r, min, max), minimum, maximum))
160             .toISeq();
161     }
162 
163     @Override
164     public DoubleGene newInstance(final Number number) {
165         return new DoubleGene(number.doubleValue(), _min, _max);
166     }
167 
168     @Override
169     public DoubleGene newInstance() {
170         return new DoubleGene(
171             nextDouble(getRandom(), _min, _max), _min, _max
172         );
173     }
174 
175     @Override
176     public DoubleGene mean(final DoubleGene that) {
177         return new DoubleGene(_value + (that._value - _value)/2.0, _min, _max);
178     }
179 
180     /* *************************************************************************
181      *  JAXB object serialization
182      * ************************************************************************/
183 
184     @XmlRootElement(name = "double-gene")
185     @XmlType(name = "org.jenetics.DoubleGene")
186     @XmlAccessorType(XmlAccessType.FIELD)
187     final static class Model {
188 
189         @XmlAttribute(name = "min", required = true)
190         public double min;
191 
192         @XmlAttribute(name = "max", required = true)
193         public double max;
194 
195         @XmlValue
196         public double value;
197 
198         public final static class Adapter
199             extends XmlAdapter<Model, DoubleGene>
200         {
201             @Override
202             public Model marshal(final DoubleGene value) {
203                 final Model m = new Model();
204                 m.min = value.getMin();
205                 m.max = value.getMax();
206                 m.value = value.getAllele();
207                 return m;
208             }
209 
210             @Override
211             public DoubleGene unmarshal(final Model m) {
212                 return DoubleGene.of(m.value, m.min, m.max);
213             }
214         }
215     }
216 
217 }