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

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/*
 * Copyright (c) 2006 Thomas Weise
 * 
 * E-Mail           : tweise@gmx.de
 * Creation Date    : 2006-02-07 07:10:45
 * Original Filename: org.dgpf.automaton.instructions.WriteHandler.java
 * Version          : 2.2.1
 * Last modification: 2006-05-08
 *                by: Thomas Weise
 * 
 * License          : GNU LESSER GENERAL PUBLIC LICENSE
 *                    Version 2.1, February 1999
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 *                    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.Constant;
import org.dgpf.gp.automaton.expressions.Read;
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 write instructions.
 *
 * @author Thomas Weise
 */

final class WriteHandler extends InstructionHandler<Write>
  {

/**
 * The first possible mutator.
 */

  private static  final Mutator<Instruction, Write> MUTATE_EXPRESSION =
                    new Mutator<Instruction, Write>()
    {
/**
 * 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  Write           p_source,
                                 final  ProgramContext  p_context,
                                 final  int             p_instruction_count,
                                 final  int             p_memory_size)
      {
      Expression  l_e, l_o;
      boolean     l_b1, l_b2;
      int         l_l1, l_l2;

      l_o  = p_source.get_what();
      l_b1 = (l_o instanceof Constant);
      if(l_b1) l_l1 = ((Constant)l_o).get_value();
      else     l_l1 = 0;
      l_l2 = 0;
      
      do
        {
        l_e  = p_context.mutate_expression(l_o, false, p_memory_size);
        
        l_b2 = (l_e instanceof Constant);
        if(l_b2) l_l2 = ((Constant)l_e).get_value();
        } while( l_b1 && l_b2 && (l_l1 == l_l2));

      return new Write(l_e, p_source.get_address(), p_source.is_indirect());
      }

    };
/**
 * The second possible mutator.
 */

  private static  final Mutator<Instruction, Write> MUTATE_ADDRESS =
                    new Mutator<Instruction, Write>()
    {
/**
 * 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  Write          p_source,
                                 final  ProgramContext p_context,
                                 final  int            p_instruction_count,
                                 final  int            p_memory_size)
      {
      Expression  l_o;
      int         l_i, l_oi;
      Randomizer  l_r;
      
      l_r  = p_context.get_randomizer();
      l_o  = p_source.get_what();
      l_oi = p_source.get_address();

      l_i = -1;
      if(l_r.nextBoolean())
        {
        do
          {
          l_i = l_o.get_handler().get_internal_address(l_o, l_r);
          } while( (l_i == l_oi) &&  l_r.nextBoolean() );
        }

      if((l_i < 0) || (l_i == l_oi))
        {
        if(p_memory_size < 2)
          {
          l_i = ProgramContext.random_address(p_memory_size, l_r);
          if(l_i <= 0) return p_source;
          }
        else
          {
          while((l_i == l_oi) || (l_i < 0))
            {
            l_i = ProgramContext.random_address(p_memory_size, l_r);
            }
          }
        }

      return new Write(l_o, l_i, p_source.is_indirect());
      }
    };

/**
 * The third possible mutator.
 */

  private static  final Mutator<Instruction, Write> MUTATE_ADDRESSING =
                    new Mutator<Instruction, Write>()
    {
/**
 * 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  Write          p_source,
                                 final  ProgramContext p_context,
                                 final  int            p_instruction_count,
                                 final  int            p_memory_size)
      {
      return new Write(p_source.get_what(), p_source.get_address(),
                       (!(p_source.is_indirect())));
      }
    };

/**
 * The possible mutators of the write instruction.
 */

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

  private static  final double[]  FREQUENCIES = {4.0d, 2.0d, 1.0d};


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

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

  private WriteHandler()
    {
    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 instructions  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)
    {
    return Write.wrap(p_context.create_expression(false, false,
                p_memory_size), p_context.get_randomizer(), p_memory_size);
    }



/**
 * 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 Write   p_source)
    {
    Expression  l_ex, l_w;

    l_w  = p_source.get_what();
    l_ex = l_w.optimize();

    if( (l_ex != null) && (l_ex != l_w) )
      {
      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 Write      p_source,
                                      final int        p_position)
    {     
    Read        l_r;
    Expression  l_w;
    
    l_w = p_source.get_what();
    if(l_w instanceof Read)
      {
      l_r = ((Read)(l_w));
      
      return ((l_r.get_address() == p_source.get_address()) &&
              (l_r.is_indirect() == p_source.is_indirect()));
      }
    
    return false;
    }
  
/**
 * 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)
    {
    Write l_w1, l_w2;
    
    if((p_source_1 instanceof Write) &&
       (p_source_2 instanceof Write))
      {
      l_w1 = ((Write)p_source_1);
      l_w2 = ((Write)p_source_2);
      
      if( (l_w2.get_address() == l_w1.get_address()) &&
          (l_w2.is_indirect() == l_w1.is_indirect()) &&
          (!(l_w1.get_what().has_side_effect()))) return l_w2;
      }
    
    
    return null;
    }
  }

File Information:

file name:WriteHandler.java
package:org.dgpf.gp.automaton.instructions
qualified name:org.dgpf.gp.automaton.instructions.WriteHandler.java
file type:Java Source File
download location:download http://dgpf.sourceforge.net/source/org/dgpf/gp/automaton/instructions/WriteHandler.java
size:9.955 KB (10194 B)
uploaded: 2015-07-22 04:10:55 GMT+0000
last update: 2006-06-08 08:15:49 GMT+0000
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