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File org.dgpf.gp.automaton.instructions.IfJumpHandler.java

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/*
 * Copyright (c) 2006 Thomas Weise
 * 
 * E-Mail           : tweise@gmx.de
 * Creation Date    : 2006-02-07 07:03:47
 * Original Filename: org.dgpf.automaton.instructions.IfJumpHandler.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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 *                    merchantability or fitness for a particular purpose.
 *                    See the Gnu Lesser General Public License for more
 *                    details.
 */

 
package org.dgpf.gp.automaton.instructions;

import org.dgpf.gp.automaton.base.Expression;
import org.dgpf.gp.automaton.base.Instruction;
import org.dgpf.gp.automaton.expressions.BinaryExpression;
import org.dgpf.gp.automaton.expressions.Constant;
import org.dgpf.gp.automaton.search.InstructionHandler;
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;

/**
 * This class handles the conditional jump instructions.
 *
 * @author Thomas Weise
 */

final class IfJumpHandler extends InstructionHandler<IfJump>
  {
/**
 * Mutate the condition expression.
 */

  private static  final Mutator<Instruction, IfJump> MUTATE_EXPRESSION =
                    new Mutator<Instruction, IfJump>()
    {
/**
 * Mutate an existing instance of the genotype.
 * @param p_source        The source instance.
 * @param p_context       The (calling) context to be used.
 * @param p_instruction_count The count of instructions of the program the
 *                            mutated instruction will be part of.
 * @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 Instruction mutate(final  IfJump          p_source,
                                 final  ProgramContext  p_context,
                                 final  int             p_instruction_count,
                                 final  int             p_memory_size)
      {
      Expression  l_e, l_o;
      boolean     l_b;

      l_o  = p_source.get_condition();
      l_b  = (l_o instanceof Constant);
      
      do
        {
        l_e = p_context.mutate_expression(l_o, true,
                                           p_memory_size);
        } while( (l_e instanceof Constant) && (l_b ||
                 (is_false(((Constant)l_e).get_value()))) );

      return new IfJump(l_e, p_source.get_target());
      }
    };

/**
 * Mutates the jump target.
 */

  private static  final Mutator<Instruction, IfJump> MUTATE_TARGET =
                    new Mutator<Instruction, IfJump>()
    {
/**
 * Mutate an existing instance of the genotype.
 * @param p_source        The source instance.
 * @param p_context       The (calling) context to be used.
 * @param p_instruction_count The count of instructions of the program the
 *                            mutated instruction will be part of.
 * @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 Instruction mutate(final  IfJump          p_source,
                                 final  ProgramContext  p_context,
                                 final  int             p_instruction_count,
                                 final  int             p_memory_size)
      {
      int         l_i, l_t;  
      Randomizer  l_r;

      if(p_instruction_count <= 1) return p_source;
      l_t = p_source.get_target();
      l_r = p_context.get_randomizer();
      do
        {
        l_i = ((int)(l_r.normal(l_t, 1.0d)));
        } while( (l_i == l_t) || (l_i < 0) ||
                 (l_i >= p_instruction_count) );

      return new IfJump(p_source.get_condition(), l_i);
      }
    };

/**
 * The possible mutators of the if-jump instruction.
 */

  private static  final Mutator<Instruction, IfJump>[] MUTATORS =
                   Arrays.create(MUTATE_EXPRESSION, MUTATE_TARGET);
/**
 * The frequencies at which the mutations are selected.
 */

  private static  final double[]  FREQUENCIES = {3.0d, 1.0d};

/**
 * The shared singleton handler instance.
 */

  static  final InstructionHandler<Instruction>  INSTANCE
                                = Typesafe.cast(new IfJumpHandler());
  
/**
 * Create a new ifjump handler.
 */

  private IfJumpHandler()
    {
    super(MUTATORS, FREQUENCIES);
    }

/**
 * Create a new, random instance of the genotype.
 * @param p_context       The (calling) context to be used.
 * @param p_instruction_count The count of instructionss of the program the new
 *                        instruction will be part of.
 * @param p_memory_size   The memory size currently available.
 * @return  The random genotype instance.
 */

  @Override
  public final Instruction create(final ProgramContext  p_context,
                                  final int             p_instruction_count,
                                  final int             p_memory_size)
    {
    Expression  l_e;

    do
      {
      l_e = p_context.create_expression(true, false,
                                         p_memory_size);
      } while( (l_e instanceof Constant) &&
               (is_false(((Constant)l_e).get_value())));

    return new IfJump(l_e, p_context.get_randomizer()
                                    .nextInt(p_instruction_count));
    }



/**
 * This method returns an optimized version of the source instruction,
 * or the source instruction itself if it cannot be optimized.
 * @param p_source  The source instruction.
 * @return  An optimized version of the source instruction,
 *          or the source instruction itself if it cannot be optimized.
 */

  @Override
  public final Instruction optimize     (final IfJump   p_source)
    {
    Expression  l_ex, l_c;
    

    l_c  = p_source.get_condition();
    l_ex = l_c.optimize();

    if(l_ex instanceof Constant)
      {
      if(is_true(((Constant)l_ex).get_value())) l_ex = Constant.CTRUE;
      else                                      l_ex = Constant.CFALSE;
      }

    if((l_ex != null) && (l_ex instanceof BinaryExpression))
      {
      l_ex = ((BinaryExpression)l_ex).conditionalize();
      }
    
    if( (l_ex != null) && (l_ex != l_c) )
      {
      p_source.init(l_ex);
      }

    return p_source;
    }

/**
 * Checks wether this instruction is practically useless.
 * @param p_source            The instruction to check.
 * @param p_position          The position this instruction can be found at.
 * @return  <code>true</code> if and only if leaving this instruction away
 *          will not change the program's functionality.
 */

  @Override
  public final   boolean is_useless  (final IfJump     p_source,
                                      final int        p_position)
    {
    Expression l_e;
    
    l_e = p_source.get_condition();
    if( (l_e instanceof Constant) &&
        is_false(((Constant)l_e).get_value())) return true;
    
    return ((p_position+1) == p_source.get_target());
    }
  
/**
 * Melt this instruction with another one, if possible.
 * @param p_source_1  The first instruction.
 * @param p_source_2  The second instruction.
 * @return  The molten instruction, or <code>null</code> if no melting is
 *          possible.
 */

  @Override
  public final Instruction melt_if_possible(final Instruction p_source_1,
                                            final Instruction p_source_2)
    {
    IfJump      l_j1, l_j2;
    Expression  l_e1, l_e2;
    int         l_t;
    
    if( (p_source_1 instanceof IfJump) && (p_source_2 instanceof IfJump) )
      {
      l_j1 = ((IfJump)p_source_1);
      l_j2 = ((IfJump)p_source_2);
      
      l_t  = l_j1.get_target();
      if(l_t == l_j2.get_target())
        {
        l_e1 = l_j1.get_condition();
        l_e2 = l_j2.get_condition();
        
        if(l_e1.equals(l_e2) &&
          (!(l_e1.has_side_effect() || l_e2.has_side_effect()))) return l_j1;
        
        return new IfJump( new BinaryExpression(BinaryExpression.LOR,
                           l_e1, l_e2).optimize(), l_t);
        }
      }
    
    return null;
    }
  }

File Information:

file name:IfJumpHandler.java
package:org.dgpf.gp.automaton.instructions
qualified name:org.dgpf.gp.automaton.instructions.IfJumpHandler.java
file type:Java Source File
download location:download http://dgpf.sourceforge.net/source/org/dgpf/gp/automaton/instructions/IfJumpHandler.java
size:8.991 KB (9207 B)
uploaded: 2015-07-22 04:10:55 GMT+0000
last update: 2006-06-08 08:15:49 GMT+0000
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