``` LineCrossover.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 the original 042  * value are used instead. The strategy on how out-of-range points are handled, 043  * is the difference to the very similar {@link IntermediateCrossover}. 044  * 045  * @see  046  *       Essentials of Metaheuristic, page 42 047  * @see IntermediateCrossover 048  * 049  * @author Franz Wilhelmstötter 050  * @version 3.8 051  * @since 3.8 052  */ 053 public class LineCrossover< 054     G extends NumericGene, 055     C extends Comparable 056 > 057     extends Crossover 058 { 059  060     private final double _p; 061  062     /** 063      * Creates a new linear-crossover with the given recombination 064      * probability and the line-scaling factor p. 065      * 066      * @param probability the recombination probability. 067      * @param p defines the possible location of the recombined chromosomes. If 068      *        p = 0 then the children will be located along the line 069      *        within the hypercube between the two points. If p > 0 070      *        then the children may be located anywhere on the line, even 071      *        somewhat outside of the hypercube. 072      * @throws IllegalArgumentException if the {@code probability} is not in the 073      *         valid range of {@code [0, 1]} or if {@code p} is smaller then zero 074      */ 075     public LineCrossover(final double probability, final double p) { 076         super(probability); 077         _p = Requires.nonNegative(p, "p"); 078     } 079  080     /** 081      * Creates a new linear-crossover with the given recombination 082      * probability. The parameter p is set to zero, which restricts the 083      * recombined chromosomes within the hypercube of the selected chromosomes 084      * (vectors). 085      * 086      * @param probability the recombination probability. 087      * @throws IllegalArgumentException if the {@code probability} is not in the 088      *         valid range of {@code [0, 1]} 089      */ 090     public LineCrossover(final double probability) { 091         this(probability, 0); 092     } 093  094     /** 095      * Creates a new linear-crossover with default recombination 096      * probability ({@link #DEFAULT_ALTER_PROBABILITY}) and a p value 097      * of zero, which restricts the recombined chromosomes within the hypercube 098      * of the selected chromosomes (vectors). 099      */ 100     public LineCrossover() { 101         this(DEFAULT_ALTER_PROBABILITY, 0); 102     } 103  104     @Override 105     protected int crossover(final MSeq v, final MSeq w) { 106         final Random random = RandomRegistry.random(); 107  108         final double min = v.get(0).min().doubleValue(); 109         final double max = v.get(0).max().doubleValue(); 110  111         final double a = nextDouble(-_p, 1 + _p, random); 112         final double b = nextDouble(-_p, 1 + _p, random); 113  114         boolean changed = false; 115         for (int i = 0, n = min(v.length(), w.length()); i < n; ++i) { 116             final double vi = v.get(i).doubleValue(); 117             final double wi = w.get(i).doubleValue(); 118  119             final double t = a*vi + (1 - a)*wi; 120             final double s = b*wi + (1 - b)*vi; 121  122             if (t >= min && s >= min && t < max && s < max) { 123                 v.set(i, v.get(i).newInstance(t)); 124                 w.set(i, w.get(i).newInstance(s)); 125                 changed = true; 126             } 127         } 128  129         return changed ? 2 : 0; 130     } 131  132     @Override 133     public String toString() { 134         return format("%s[p=%f]", getClass().getSimpleName(), _probability); 135     } 136  137 }```