Chromosome.java
001 /*
002  * Java Genetic Algorithm Library (jenetics-5.2.0).
003  * Copyright (c) 2007-2020 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 io.jenetics.util.BaseSeq;
023 import io.jenetics.util.Factory;
024 import io.jenetics.util.ISeq;
025 import io.jenetics.util.Verifiable;
026 
027 /**
028  * A chromosome consists of one or more genes. It also provides a factory
029  * method for creating new, random chromosome instances of the same type and the
030  * same constraint.
031  *
032  * @implSpec
033  * Implementations of the {@code Chromosome} interface must be <em>immutable</em>
034  * and guarantee an efficient random access ({@code O(1)}) to the genes. A
035  * {@code Chromosome} must contains at least one {@code Gene}.
036  *
037  @see <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Chromosome">Wikipedia: Chromosome</a>
038  @see Genotype
039  @see Gene
040  *
041  @author <a href="mailto:franz.wilhelmstoetter@gmail.com">Franz Wilhelmstötter</a>
042  @since 1.0
043  @version 5.2
044  */
045 public interface Chromosome<G extends Gene<?, G>>
046     extends
047         BaseSeq<G>,
048         Factory<Chromosome<G>>,
049         Verifiable
050 {
051 
052     @Override
053     default G get(final int index) {
054         return getGene(index);
055     }
056 
057     /**
058      * Return the first gene of this chromosome. Each chromosome must contain
059      * at least one gene.
060      *
061      @since 5.2
062      *
063      @return the first gene of this chromosome.
064      */
065     default G gene() {
066         return get(0);
067     }
068 
069     /**
070      * Return the gene on the specified index.
071      *
072      @param index The gene index.
073      @return the wanted gene.
074      @throws IndexOutOfBoundsException if the index is out of range
075      *          (index &lt; 1 || index &gt;= length()).
076      @deprecated Use {@link #get(int)} instead. Will be removed.
077      */
078     @Deprecated
079     G getGene(final int index);
080 
081     /**
082      * Return the first gene of this chromosome. Each chromosome must contain
083      * at least one gene.
084      *
085      @return the first gene of this chromosome.
086      @deprecated Use {@link #gene()} instead
087      */
088     @Deprecated
089     default G getGene() {
090         return get(0);
091     }
092 
093     /**
094      * A factory method which creates a new {@link Chromosome} of specific type
095      * and the given {@code genes}.
096      *
097      @param genes the genes of the new chromosome. The given genes array is
098      *         not copied.
099      @return A new {@link Chromosome} of the same type with the given genes.
100      @throws NullPointerException if the given {@code gene}s are {@code null}.
101      @throws IllegalArgumentException if the length of the given gene sequence
102      *        is smaller than one.
103      */
104     Chromosome<G> newInstance(final ISeq<G> genes);
105 
106     /**
107      * Return an unmodifiable sequence of the genes of this chromosome.
108      *
109      @return an immutable gene sequence.
110      @deprecated Since the chromosome itself extends the {@link BaseSeq}, it
111      *             is no longer necessary to get a sequence with genes. If it is
112      *             necessary to create an {@link ISeq} from a chromosome, use
113      *             {@code ISeq.of(chromosome)} instead. This method will be
114      *             removed in the next major release.
115      */
116     @Deprecated
117     ISeq<G> toSeq();
118 
119     /**
120      * Casts this {@code Chromosome} to an instance of type {@code C}.
121      * This is a convenient method for an ordinary cast and allows seamless
122      * method-chaining. Instead of
123      <pre>{@code
124      * final Genotype<BitGene> gt = ...
125      * final int count = ((BitChromosome)gt.chromosome()).bitCount()
126      * }</pre>
127      * you can write
128      <pre>{@code
129      * final Genotype<BitGene> gt = ...
130      * final int count = gt.chromosome()
131      *     .as(BitChromosome.class)
132      *     .bitCount()
133      * }</pre>
134      * This may lead to a more elegant programming style in some cases.
135      *
136      @since 3.7
137      *
138      @param type the target type class
139      @param <C> the target chromosome type
140      @return this chromosome casted as {@code C}
141      @throws NullPointerException if the target type class is {@code null}
142      @throws ClassCastException if this chromosome can't be casted to a
143      *         chromosome of type {@code C}
144      */
145     default <C extends Chromosome<G>> C as(final Class<C> type) {
146         return type.cast(this);
147     }
148 
149 }