IntSummary.java
001 /*
002  * Java Genetic Algorithm Library (jenetics-8.0.0).
003  * Copyright (c) 2007-2024 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 
025 import java.io.Serial;
026 import java.io.Serializable;
027 import java.util.IntSummaryStatistics;
028 import java.util.function.ToIntFunction;
029 import java.util.stream.Collector;
030 
031 /**
032  <i>Value</i> objects which contains statistical summary information.
033  *
034  @see java.util.IntSummaryStatistics
035  *
036  @param count the count of values recorded
037  @param min the minimum value recorded, or {@link Integer#MAX_VALUE} if no
038  *           values have been recorded
039  @param max the maximum value recorded, or {@link Integer#MIN_VALUE} if no
040  *           values have been recorded
041  @param sum the sum of values recorded, or zero if no values have been recorded
042  @param mean the arithmetic mean of values recorded, or zero if no values have
043  *           been recorded
044  *
045  @author <a href="mailto:franz.wilhelmstoetter@gmail.com">Franz Wilhelmstötter</a>
046  @since 3.0
047  @version 7.0
048  */
049 public record IntSummary(
050     long count,
051     int min,
052     int max,
053     long sum,
054     double mean
055 )
056     implements Serializable
057 {
058 
059     @Serial
060     private static final long serialVersionUID = 2L;
061 
062     @Override
063     public String toString() {
064         return String.format(
065             "IntSummary[N=%d, ∧=%s, ∨=%s, Σ=%s, μ=%s]",
066             count(), min(), max(), sum(), mean()
067         );
068     }
069 
070     /**
071      * Return a new value object of the statistical summary, currently
072      * represented by the {@code statistics} object.
073      *
074      @param statistics the creating (mutable) statistics class
075      @return the statistical moments
076      */
077     public static IntSummary of(final IntSummaryStatistics statistics) {
078         return new IntSummary(
079             statistics.getCount(),
080             statistics.getMin(),
081             statistics.getMax(),
082             statistics.getSum(),
083             statistics.getAverage()
084         );
085     }
086 
087     /**
088      * Return a {@code Collector} which applies an int-producing mapping
089      * function to each input element, and return summary-statistics for the
090      * resulting values.
091      *
092      * {@snippet lang="java":
093      * final Stream<SomeObject> stream = null; // @replace substring='null' replacement="..."
094      * final IntSummary summary = stream
095      *     .collect(toIntSummary(v -> v.intValue()));
096      * }
097      *
098      @param mapper a mapping function to apply to each element
099      @param <T> the type of the input elements
100      @return a {@code Collector} implementing the summary-statistics reduction
101      @throws java.lang.NullPointerException if the given {@code mapper} is
102      *         {@code null}
103      */
104     public static <T> Collector<T, ?, IntSummary>
105     toIntSummary(final ToIntFunction<? super T> mapper) {
106         requireNonNull(mapper);
107         return Collector.of(
108             IntSummaryStatistics::new,
109             (a, b-> a.accept(mapper.applyAsInt(b)),
110             (a, b-> {a.combine(b)return a;},
111             IntSummary::of
112         );
113     }
114 
115 
116     /* *************************************************************************
117      * Some static helper methods.
118      **************************************************************************/
119 
120     /**
121      * Return the minimum value of the given double array.
122      *
123      @since 4.0
124      *
125      @param values the array.
126      @return the minimum value or {@link Integer#MAX_VALUE} if the given array is
127      *         empty.
128      @throws NullPointerException if the given array is {@code null}.
129      */
130     public static int min(final int[] values) {
131         int min = Integer.MAX_VALUE;
132         if (values.length > 0) {
133             min = values[0];
134             for (int value : values) {
135                 if (value < min) {
136                     min = value;
137                 }
138             }
139         }
140 
141         return min;
142     }
143 
144     /**
145      * Return the maximum value of the given double array.
146      *
147      @since 4.0
148      *
149      @param values the array.
150      @return the maximum value or {@link Integer#MIN_VALUE} if the given array is
151      *         empty.
152      @throws NullPointerException if the given array is {@code null}.
153      */
154     public static int max(final int[] values) {
155         int max = Integer.MIN_VALUE;
156         if (values.length > 0) {
157             max = values[0];
158             for (int value : values) {
159                 if (value > max) {
160                     max = value;
161                 }
162             }
163         }
164 
165         return max;
166     }
167 
168     /**
169      * Return the sum of the given double array.
170      *
171      @since 4.0
172      *
173      @param values the values to sum up.
174      @return the sum of the given {@code values}.
175      @throws NullPointerException if the given array is {@code null}.
176      */
177     public static long sum(final int[] values) {
178         long sum = 0;
179         for (int i = values.length; --i >= 0;) {
180             sum += values[i];
181         }
182         return sum;
183     }
184 
185     /**
186      * Returns a double describing the arithmetic mean of the values, or
187      {@link Double#NaN} if the {@code values} array is empty.
188      *
189      @since 4.0
190      *
191      @param values the values to calculate the mean of
192      @return the arithmetic mean of the given {@code values} or
193      *         {@link Double#NaN} if the {@code values} array is empty
194      @throws NullPointerException if the given array is {@code null}.
195      */
196     public static double mean(final int[] values) {
197         return values.length > (double)sum(values)/values.length : NaN;
198     }
199 
200 }