``` IntermediateCrossover.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 static java.lang.Math.min; 023 import static java.lang.String.format; 024 import static io.jenetics.internal.math.Randoms.nextDouble; 025  026 import java.util.Random; 027  028 import io.jenetics.internal.util.Requires; 029 import io.jenetics.util.MSeq; 030 import io.jenetics.util.RandomRegistry; 031  032 /** 033  * This alterer takes two chromosome (treating it as vectors) and creates a 034  * linear combination of this vectors as result. The  line-recombination depends 035  * on a variable p which determines how far out along the line (defined 036  * by the two multidimensional points/vectors) the children are allowed to be. 037  * If p = 0 then the children will be located along the line within the 038  * hypercube between the two points. If p > 0 then the children may 039  * be located anywhere on the line, even somewhat outside of the hypercube. 040  *

041  * Points outside of the allowed numeric range are rejected and a new points are 042  * generated, until they lie in the valid range. The strategy on how 043  * out-of-range points are handled, is the difference to the very similar 044  * {@link LineCrossover}. 045  * 046  * @see  047  *       Essentials of Metaheuristic, page 42 048  * @see LineCrossover 049  * 050  * @author Franz Wilhelmstötter 051  * @version 3.8 052  * @since 3.8 053  */ 054 public class IntermediateCrossover< 055     G extends NumericGene, 056     C extends Comparable 057 > 058     extends Crossover 059 { 060  061     private final double _p; 062  063     /** 064      * Creates a new intermediate-crossover with the given recombination 065      * probability and the line-scaling factor p. 066      *

067      * When the value for p is greater then 0, the crossover point 068      * generation must be repeated until the points lie within the allowed 069      * range. Values greater then 10 are usually not recommended, since this 070      * leads to unnecessary crossover point generation. 071      * 072      * @param probability the recombination probability. 073      * @param p defines the possible location of the recombined chromosomes. If 074      *        p = 0 then the children will be located along the line 075      *        within the hypercube between the two points. If p > 0 076      *        then the children may be located anywhere on the line, even 077      *        somewhat outside of the hypercube. 078      * @throws IllegalArgumentException if the {@code probability} is not in the 079      *         valid range of {@code [0, 1]} or if {@code p} is smaller then zero 080      */ 081     public IntermediateCrossover(final double probability, final double p) { 082         super(probability); 083         _p = Requires.nonNegative(p, "p"); 084     } 085  086     /** 087      * Creates a new intermediate-crossover with the given recombination 088      * probability. The parameter p is set to zero, which restricts the 089      * recombined chromosomes within the hypercube of the selected chromosomes 090      * (vectors). 091      * 092      * @param probability the recombination probability. 093      * @throws IllegalArgumentException if the {@code probability} is not in the 094      *         valid range of {@code [0, 1]} 095      */ 096     public IntermediateCrossover(final double probability) { 097         this(probability, 0); 098     } 099  100     /** 101      * Creates a new intermediate-crossover with default recombination 102      * probability ({@link #DEFAULT_ALTER_PROBABILITY}) and a p value 103      * of zero, which restricts the recombined chromosomes within the hypercube 104      * of the selected chromosomes (vectors). 105      */ 106     public IntermediateCrossover() { 107         this(DEFAULT_ALTER_PROBABILITY, 0); 108     } 109  110     @Override 111     protected int crossover(final MSeq v, final MSeq w) { 112         final Random random = RandomRegistry.random(); 113  114         final double min = v.get(0).min().doubleValue(); 115         final double max = v.get(0).max().doubleValue(); 116  117         for (int i = 0, n = min(v.length(), w.length()); i < n; ++i) { 118             final var g1 = v.get(i); 119             final var g2 = w.get(i); 120  121             if (g1.isValid() && g2.isValid()) { 122                 final double vi = g1.doubleValue(); 123                 final double wi = g2.doubleValue(); 124  125                 double t, s; 126                 do { 127                     final double a = nextDouble(-_p, 1 + _p, random); 128                     final double b = nextDouble(-_p, 1 + _p, random); 129  130                     t = a*vi + (1 - a)*wi; 131                     s = b*wi + (1 - b)*vi; 132                 } while (t < min || s < min || t >= max || s >= max); 133  134                 v.set(i, v.get(i).newInstance(t)); 135                 w.set(i, w.get(i).newInstance(s)); 136             } 137         } 138  139         return 2; 140     } 141  142     @Override 143     public String toString() { 144         return format("%s[p=%f]", getClass().getSimpleName(), _probability); 145     } 146  147 }```