SwapMutator.java
001 /*
002  * Java Genetic Algorithm Library (jenetics-3.8.0).
003  * Copyright (c) 2007-2017 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 java.lang.String.format;
023 import static org.jenetics.internal.math.random.indexes;
024 
025 import java.util.Random;
026 
027 import org.jenetics.internal.util.Equality;
028 import org.jenetics.internal.util.Hash;
029 
030 import org.jenetics.util.MSeq;
031 import org.jenetics.util.RandomRegistry;
032 
033 /**
034  * The {@code SwapMutation} changes the order of genes in a chromosome, with the
035  * hope of bringing related genes closer together, thereby facilitating the
036  * production of building blocks. This mutation operator can also be used for
037  * combinatorial problems, where no duplicated genes within a chromosome are
038  * allowed, e.g. for the TSP.
039  *
040  @author <a href="mailto:franz.wilhelmstoetter@gmx.at">Franz Wilhelmstötter</a>
041  @since 1.0
042  @version 3.0
043  */
044 public class SwapMutator<
045     extends Gene<?, G>,
046     extends Comparable<? super C>
047 >
048     extends Mutator<G, C>
049 {
050 
051     /**
052      * Constructs an alterer with a given recombination probability.
053      *
054      @param probability the crossover probability.
055      @throws IllegalArgumentException if the {@code probability} is not in the
056      *          valid range of {@code [0, 1]}.
057      */
058     public SwapMutator(final double probability) {
059         super(probability);
060     }
061 
062     /**
063      * Default constructor, with default mutation probability
064      * ({@link AbstractAlterer#DEFAULT_ALTER_PROBABILITY}).
065      */
066     public SwapMutator() {
067         this(DEFAULT_ALTER_PROBABILITY);
068     }
069 
070     /**
071      * Swaps the genes in the given array, with the mutation probability of this
072      * mutation.
073      */
074     @Override
075     protected int mutate(final MSeq<G> genes, final double p) {
076         final Random random = RandomRegistry.getRandom();
077 
078         return genes.length() 1
079             (int)indexes(random, genes.length(), p)
080                 .peek(i -> genes.swap(i, random.nextInt(genes.length())))
081                 .count()
082             0;
083     }
084 
085     @Override
086     public int hashCode() {
087         return Hash.of(getClass()).and(super.hashCode()).value();
088     }
089 
090     @Override
091     public boolean equals(final Object obj) {
092         return Equality.of(this, obj).test(super::equals);
093     }
094 
095     @Override
096     public String toString() {
097         return format("%s[p=%f]", getClass().getSimpleName(), _probability);
098     }
099 
100 }