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File org.dgpf.gp.automaton.expressions.ConstantHandler.java

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/*
 * Copyright (c) 2006 Thomas Weise
 * 
 * E-Mail           : tweise@gmx.de
 * Creation Date    : 2006-02-07 06:31:00
 * Original Filename: org.dgpf.automaton.expressions.ConstantHandler.java
 * Version          : 2.2.1
 * Last modification: 2006-05-08
 *                by: Thomas Weise
 * 
 * License          : GNU LESSER GENERAL PUBLIC LICENSE
 *                    Version 2.1, February 1999
 *                    You should have received a copy of this license along
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 *                    See the Gnu Lesser General Public License for more
 *                    details.
 */

 
package org.dgpf.gp.automaton.expressions;

import org.dgpf.gp.automaton.base.Expression;
import org.dgpf.gp.automaton.search.ExpressionHandler;
import org.dgpf.gp.automaton.search.Mutator;
import org.dgpf.gp.automaton.search.ProgramContext;
import org.sfc.collections.Arrays;
import org.sfc.math.stochastic.Randomizer;
import org.sfc.utils.Typesafe;

/**
 * The handler for constant expressions.
 *
 * @author Thomas Weise
 */

final class ConstantHandler extends ExpressionHandler<Constant>
  {  
/**
 * Mutate the constant's value.
 */

  private static  final Mutator<Expression, Constant>
    MUTATE_VALUE = new Mutator<Expression, Constant>()
    {
/**
 * Mutate an existing instance of the genotype.
 * @param p_source        The source instance.
 * @param p_context       The (calling) context to be used.
 * @param p_is_decisional <code>==DECISIONAL_EXPR</code> if the expression
 *                        is decisional,
 *                        <code>==CALCULATIVE_EXPR</code> if the expression
 *                        is calculative.
 * @param p_memory_size   The memory size currently available.
 * @return The randomly mutated copy of the source or <code>p_source</code>
 *         itself if it cannot be mutated in any way. 
 */

    @Override
    protected Expression  mutate(final  Constant          p_source,
                                 final  ProgramContext    p_context,
                                 final  int               p_is_decisional,
                                 final  int               p_memory_size)
      {
      int         l_i, l_o;
      Randomizer  l_r;
    
      l_o = p_source.get_value();
      l_r = p_context.get_randomizer();
      do
        {
        if(l_r.nextBoolean())
          {
          do
            {
            l_i = l_r.nextInt(Math.max(1, Math.abs(l_o) >>> 4) + 2);
            } while(l_i <= 0);          
          l_i = (int)(l_r.normal(l_o, l_i));
          }
        else
          {
          l_i = (int)(l_r.normal(l_o, l_r.exponential()));
          }
//          l_i = (int)(p_random.random_normal(l_o,
//                                             p_random.random_exponential()));
        } while(l_i == l_o);
      
      return Constant.create_constant( l_i ); 
      }
    };

/**
 * Wrap the constant.
 */

  private static  final Mutator<Expression, Constant>
    MUTATE_WRAP = new Mutator<Expression, Constant>()
    {
/**
 * Mutate an existing instance of the genotype.
 * @param p_source        The source instance.
 * @param p_context       The (calling) context to be used.
 * @param p_is_decisional <code>==DECISIONAL_EXPR</code> if the expression
 *                        is decisional,
 *                        <code>==CALCULATIVE_EXPR</code> if the expression
 *                        is calculative.
 * @param p_memory_size   The memory size currently available.
 * @return The randomly mutated copy of the source or <code>p_source</code>
 *         itself if it cannot be mutated in any way. 
 */

    @Override
    protected Expression  mutate(final  Constant          p_source,
                                 final  ProgramContext    p_context,
                                 final  int               p_is_decisional,
                                 final  int               p_memory_size)
      {
      return  p_context.wrap_expression(p_source,
                                     (p_is_decisional == DECISIONAL_EXPR),
                                      p_memory_size); 
      }
    };
    
/**
 * The possible mutators of the constant expression.
 */

  private static  final Mutator<Expression, Constant>[] MUTATORS =
          Arrays.create(MUTATE_VALUE, MUTATE_WRAP);
/**
 * The frequencies at which the mutations are selected.
 */

  private static  final double[]  FREQUENCIES = {5.0d, 1.0d};
    
/**
 * The shared singleton handler instance.
 */

  static  final ExpressionHandler<Expression>  INSTANCE =
                                Typesafe.cast(new ConstantHandler());
  
  
/**
 * Create a new constant handler.
 */

  private ConstantHandler()
    {
    super(MUTATORS, FREQUENCIES);
    }
      
      
/**
 * Create a new, random instance of the genotype.
 * @param p_context     The (calling) context to be used.
 * @param p_decision    <code>true</code> if and only if the expression
 *                      required is a decisional expression.
 *                      <code>false</code> if it is an arithmetical
 *                      expression.
 * @param p_memory_size   The memory size currently available.
 *                        
 * @return  The random genotype instance.
 */

  @Override
  protected  final  Expression create(final ProgramContext  p_context,
                                      final boolean         p_decision,
                                      final int             p_memory_size)
    {
    int         l_i;
    Randomizer  l_r;
    
    l_r = p_context.get_randomizer();
    
    if(p_decision)
      {
      if(l_r.nextBoolean()) return Constant.CTRUE;
      return Constant.CFALSE;
      }
    
    if(l_r.nextDouble() < 0.3d)
      {
      l_i = ((int)(Math.min(((Integer.MAX_VALUE>>1)-1),
                            1+(l_r.exponential()*100000))));
      l_i = l_r.nextInt((l_i<<1)+1) - l_i;
      }
    else
      {
      l_i = l_r.nextInt(3) - 1;
      }
    
    return Constant.create_constant(l_i);
    }
  
/**
 * This method returns an optimized version of the source expression,
 * or the source expression itself if it cannot be optimized.
 * @param p_source  The source expression.
 * @return  An optimized version of the source expression,
 *          or the source expression itself if it cannot be optimized.
 */

  @Override
  public  final Expression  optimize   (final Constant p_source)
    {
    return p_source;
    }
    
/**
 * Checks wether this instruction handler is able to produce decisional or
 * non-decisional expressions.
 * @param p_decision    <code>true</code> if and only if the expressions
 *                      required are a decisional expression.
 *                      <code>false</code> if they are arithmetical
 *                      expression.
 *                        
 * @return  The random genotype instance.
 */

  @Override
  public final boolean can_produce (final boolean p_decision)
    {
    return true;
    }
  
/**
 * If this expression referes to a memory cell (like the ReadDirect-expression
 * does), this method should return its refered memory cell. If the
 * expression contains one or more such sub-expressions, it should return
 * a randomly selected memory cell of them.
 * @param p_source  The source object.
 * @param p_random  The randomizer.
 * @return  A memory cell refered by this expression, or <code>-1</code>
 *          if this expression does not refere any memory cell.
 */

  @Override
  public  final int  get_internal_address(final Constant        p_source,
                                          final Randomizer      p_random)
    {
    return -1;
    }
  }

File Information:

file name:ConstantHandler.java
package:org.dgpf.gp.automaton.expressions
qualified name:org.dgpf.gp.automaton.expressions.ConstantHandler.java
file type:Java Source File
download location:download http://dgpf.sourceforge.net/source/org/dgpf/gp/automaton/expressions/ConstantHandler.java
size:8.161 KB (8357 B)
uploaded: 2015-07-22 04:10:55 GMT+0000
last update: 2006-06-08 08:15:49 GMT+0000
last access: 2017-11-18 06:36:17 GMT+0000

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