LongSummary.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.stat;
021 
022 import static java.lang.Double.NaN;
023 import static java.util.Objects.requireNonNull;
024 import static io.jenetics.internal.util.Hashes.hash;
025 
026 import java.io.Serializable;
027 import java.util.LongSummaryStatistics;
028 import java.util.function.ToLongFunction;
029 import java.util.stream.Collector;
030 
031 /**
032  <i>Value</i> objects which contains statistical summary information.
033  *
034  @see java.util.LongSummaryStatistics
035  *
036  * @implNote
037  * This class is immutable and thread-safe.
038  *
039  @author <a href="mailto:franz.wilhelmstoetter@gmail.com">Franz Wilhelmstötter</a>
040  @since 3.0
041  @version 5.2
042  */
043 public final /*record*/ class LongSummary implements Serializable {
044 
045     private static final long serialVersionUID = 1L;
046 
047     private final long _count;
048     private final long _min;
049     private final long _max;
050     private final long _sum;
051     private final double _mean;
052 
053     /**
054      * Create an immutable object which contains statistical summary values.
055      *
056      @param count the count of values recorded
057      @param min the minimum value
058      @param max the maximum value
059      @param sum the sum of the recorded values
060      @param mean the arithmetic mean of values
061      */
062     private LongSummary(
063         final long count,
064         final long min,
065         final long max,
066         final long sum,
067         final double mean
068     ) {
069         _count = count;
070         _min = min;
071         _max = max;
072         _sum = sum;
073         _mean = mean;
074     }
075 
076     /**
077      * Returns the count of values recorded.
078      *
079      @return the count of recorded values
080      */
081     public long count() {
082         return _count;
083     }
084 
085     /**
086      * Returns the count of values recorded.
087      *
088      @return the count of recorded values
089      @deprecated Use {@link #count()} instead
090      */
091     @Deprecated
092     public long getCount() {
093         return _count;
094     }
095 
096     /**
097      * Return the minimum value recorded, or {@code Long.MAX_VALUE} if no
098      * values have been recorded.
099      *
100      @return the minimum value, or {@code Long.MAX_VALUE} if none
101      */
102     public long min() {
103         return _min;
104     }
105 
106     /**
107      * Return the minimum value recorded, or {@code Long.MAX_VALUE} if no
108      * values have been recorded.
109      *
110      @return the minimum value, or {@code Long.MAX_VALUE} if none
111      @deprecated Use {@link #min()} instead
112      */
113     @Deprecated
114     public long getMin() {
115         return _min;
116     }
117 
118     /**
119      * Return the maximum value recorded, or {@code Long.MIN_VALUE} if no
120      * values have been recorded.
121      *
122      @return the maximum value, or {@code Long.MIN_VALUE} if none
123      */
124     public long max() {
125         return _max;
126     }
127 
128     /**
129      * Return the maximum value recorded, or {@code Long.MIN_VALUE} if no
130      * values have been recorded.
131      *
132      @return the maximum value, or {@code Long.MIN_VALUE} if none
133      @deprecated Use {@link #max()} instead
134      */
135     @Deprecated
136     public long getMax() {
137         return _max;
138     }
139 
140     /**
141      * Return the sum of values recorded, or zero if no values have been
142      * recorded.
143      *
144      @return the sum of values, or zero if none
145      */
146     public long sum() {
147         return _sum;
148     }
149 
150     /**
151      * Return the sum of values recorded, or zero if no values have been
152      * recorded.
153      *
154      @return the sum of values, or zero if none
155      @deprecated Use {@link #sum()} instead
156      */
157     @Deprecated
158     public long getSum() {
159         return _sum;
160     }
161 
162     /**
163      * Return the arithmetic mean of values recorded, or zero if no values have
164      * been recorded.
165      *
166      @return the arithmetic mean of values, or zero if none
167      */
168     public double getMean() {
169         return _mean;
170     }
171 
172     @Override
173     public int hashCode() {
174         return
175             hash(_count,
176             hash(_sum,
177             hash(_min,
178             hash(_max,
179             hash(_mean)))));
180     }
181 
182     @Override
183     public boolean equals(final Object obj) {
184         return obj == this ||
185             obj instanceof LongSummary &&
186             _count == ((LongSummary)obj)._count &&
187             _sum == ((LongSummary)obj)._sum &&
188             _min == ((LongSummary)obj)._min &&
189             _max == ((LongSummary)obj)._max &&
190             Double.compare(_mean, ((LongSummary)obj)._mean== 0;
191     }
192 
193     @Override
194     public String toString() {
195         return String.format(
196             "LongSummary[N=%d, ∧=%s, ∨=%s, Σ=%s, μ=%s]",
197             count(), min(), max(), sum(), getMean()
198         );
199     }
200 
201     /**
202      * Create an immutable object which contains statistical summary values.
203      *
204      @param count the count of values recorded
205      @param min the minimum value
206      @param max the maximum value
207      @param sum the sum of the recorded values
208      @param mean the arithmetic mean of values
209      @return an immutable object which contains statistical values
210      */
211     public static LongSummary of(
212         final long count,
213         final long min,
214         final long max,
215         final long sum,
216         final double mean
217     ) {
218         return new LongSummary(
219             count,
220             min,
221             max,
222             sum,
223             mean
224         );
225     }
226 
227     /**
228      * Return a new value object of the statistical summary, currently
229      * represented by the {@code statistics} object.
230      *
231      @param statistics the creating (mutable) statistics class
232      @return the statistical moments
233      */
234     public static LongSummary of(final LongSummaryStatistics statistics) {
235         return new LongSummary(
236             statistics.getCount(),
237             statistics.getMin(),
238             statistics.getMax(),
239             statistics.getSum(),
240             statistics.getAverage()
241         );
242     }
243 
244     /**
245      * Return a {@code Collector} which applies an long-producing mapping
246      * function to each input element, and returns summary-statistics for the
247      * resulting values.
248      *
249      <pre>{@code
250      * final Stream<SomeObject> stream = ...
251      * final LongSummary summary = stream
252      *     .collect(toLongSummary(v -> v.longValue()));
253      * }</pre>
254      *
255      @param mapper a mapping function to apply to each element
256      @param <T> the type of the input elements
257      @return a {@code Collector} implementing the summary-statistics reduction
258      @throws java.lang.NullPointerException if the given {@code mapper} is
259      *         {@code null}
260      */
261     public static <T> Collector<T, ?, LongSummary>
262     toLongSummary(final ToLongFunction<? super T> mapper) {
263         requireNonNull(mapper);
264         return Collector.of(
265             LongSummaryStatistics::new,
266             (a, b-> a.accept(mapper.applyAsLong(b)),
267             (a, b-> {a.combine(b)return a;},
268             LongSummary::of
269         );
270     }
271 
272 
273     /* *************************************************************************
274      * Some static helper methods.
275      **************************************************************************/
276 
277     /**
278      * Return the minimum value of the given double array.
279      *
280      @since 4.0
281      *
282      @param values the array.
283      @return the minimum value or {@link Long#MAX_VALUE} if the given array is
284      *         empty.
285      @throws NullPointerException if the given array is {@code null}.
286      */
287     public static long min(final long[] values) {
288         long min = Long.MAX_VALUE;
289         if (values.length > 0) {
290             min = values[0];
291             for (long value : values) {
292                 if (value < min) {
293                     min = value;
294                 }
295             }
296         }
297 
298         return min;
299     }
300 
301     /**
302      * Return the maximum value of the given double array.
303      *
304      @since 4.0
305      *
306      @param values the array.
307      @return the maximum value or {@link Long#MIN_VALUE} if the given array is
308      *         empty.
309      @throws NullPointerException if the given array is {@code null}.
310      */
311     public static long max(final long[] values) {
312         long max = Long.MIN_VALUE;
313         if (values.length > 0) {
314             max = values[0];
315             for (long value : values) {
316                 if (value > max) {
317                     max = value;
318                 }
319             }
320         }
321 
322         return max;
323     }
324 
325     /**
326      * Return the sum of the given double array.
327      *
328      @since 4.0
329      *
330      @param values the values to sum up.
331      @return the sum of the given {@code values}.
332      @throws NullPointerException if the given array is {@code null}.
333      */
334     public static long sum(final long[] values) {
335         long sum = 0;
336         for (int i = values.length; --i >= 0;) {
337             sum += values[i];
338         }
339         return sum;
340     }
341 
342     /**
343      * Returns a double describing the arithmetic mean of the values, or
344      {@link Double#NaN} if the {@code values} array is empty.
345      *
346      @since 4.0
347      *
348      @param values the values to calculate the mean of
349      @return the arithmetic mean of the given {@code values} or
350      *         {@link Double#NaN} if the {@code values} array is empty
351      @throws NullPointerException if the given array is {@code null}.
352      */
353     public static double mean(final long[] values) {
354         return values.length > (double)sum(values)/values.length : NaN;
355     }
356 
357 }