Chromosome.java
001 /*
002  * Java Genetic Algorithm Library (jenetics-6.3.0).
003  * Copyright (c) 2007-2021 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 6.0
044  */
045 public interface Chromosome<G extends Gene<?, G>>
046     extends
047         BaseSeq<G>,
048         Factory<Chromosome<G>>,
049         Verifiable
050 {
051 
052     /**
053      * Return the first gene of this chromosome. Each chromosome must contain
054      * at least one gene.
055      *
056      @since 5.2
057      *
058      @return the first gene of this chromosome.
059      */
060     default G gene() {
061         return get(0);
062     }
063 
064     @Override
065     default boolean isValid() {
066         return stream().allMatch(Gene::isValid);
067     }
068 
069     /**
070      * A factory method which creates a new {@link Chromosome} of specific type
071      * and the given {@code genes}.
072      *
073      @param genes the genes of the new chromosome. The given genes array is
074      *         not copied.
075      @return A new {@link Chromosome} of the same type with the given genes.
076      @throws NullPointerException if the given {@code gene}s are {@code null}.
077      @throws IllegalArgumentException if the length of the given gene sequence
078      *        is smaller than one.
079      */
080     Chromosome<G> newInstance(final ISeq<G> genes);
081 
082     /**
083      * Casts this {@code Chromosome} to an instance of type {@code C}.
084      * This is a convenient method for an ordinary cast and allows seamless
085      * method-chaining. Instead of
086      <pre>{@code
087      * final Genotype<BitGene> gt = ...
088      * final int count = ((BitChromosome)gt.chromosome()).bitCount()
089      * }</pre>
090      * you can write
091      <pre>{@code
092      * final Genotype<BitGene> gt = ...
093      * final int count = gt.chromosome()
094      *     .as(BitChromosome.class)
095      *     .bitCount()
096      * }</pre>
097      * This may lead to a more elegant programming style in some cases.
098      *
099      @since 3.7
100      *
101      @param type the target type class
102      @param <C> the target chromosome type
103      @return this chromosome cast as {@code C}
104      @throws NullPointerException if the target type class is {@code null}
105      @throws ClassCastException if this chromosome can't be cast to a
106      *         chromosome of type {@code C}
107      */
108     default <C extends Chromosome<G>> C as(final Class<C> type) {
109         return type.cast(this);
110     }
111 
112 }