src/fitness/wsti.h

   1 #ifndef __FITNESS_WSTI_H
   2 #define __FITNESS_WSTI_H
   3
   4 #include <cmath>
   5
   6 #include "../gene.h"
   7
   8 #include "fitness.h"
   9
  10 using namespace std;
  11
  12 namespace genetic {
  13     /**
  14      * Just an example Fitness function based on WSTI version.
  15      */
  16     template <typename _Chromosome, typename _Value = double>
  17     class WSTI : public Fitness<_Chromosome, _Value> {
  18     protected:
  19         /**
  20          * Value of the begining of the Fitness function domain.
  21          * By default it is equal to 0.
  22          */
  23         float span_start = 0;
  24
  25         /**
  26          * Value of the end of the Fitness function domain.
  27          * By default it is equal to 0.
  28          */
  29         float span_end = 0;
  30
  31         /**
  32          * Calculates fenotype of the current Chromosome
  33          */
  34         _Value fenotype() {
  35             int _fenotype = 0;
  36             int ratio = 1;
  37             for (unsigned int i = 0; i < this->chromosome.size(); i++) {
  38                 _fenotype = _fenotype + this->chromosome[i].get() * ratio;
  39                 ratio = ratio * 2;
  40             }
  41             return _fenotype;
  42         }
  43
  44         /**
  45          * Calculates fenotype of the current Chromosome
  46          */
  47         _Value calculateFenotype() {
  48             const unsigned int power2N = 1 << this->chromosome.size();
  49             return span_start + (span_end - span_start) * this->fenotype() / power2N;
  50         }
  51
  52         /**
  53          * Calculates fitness value of the current Chromosome
  54          */
  55         _Value do_calculate() {
  56             _Value fenotype = this->calculateFenotype();
  57             return (exp(fenotype) * sin(3.1415 * fenotype) + 1) / fenotype;
  58         }
  59     public:
  60         /**
  61          * Class constructor. Initializes class with required values.
  62          *
  63          * @param _chromosome Chromosome, for which value will be calculated
  64          */
  65         WSTI(_Chromosome& _chromosome)
  66             : Fitness<_Chromosome>(_chromosome) {
  67         }
  68
  69         /**
  70          * Class constructor. Initializes class with required values.
  71          *
  72          * @param start begining of the Fitness function domain
  73          * @param end end of the Fitness function domain
  74          */
  75         WSTI(float start, float end)
  76             : span_start(start), span_end(end) {
  77         }
  78
  79         /**
  80          * Class constructor. Initializes class with required values.
  81          *
  82          * @param _chromosome Chromosome, for which value will be calculated
  83          * @param start begining of the Fitness function domain
  84          * @param end end of the Fitness function domain
  85          */
  86         WSTI(_Chromosome& _chromosome, float start, float end)
  87             : Fitness<_Chromosome>(_chromosome), span_start(start), span_end(end) {
  88         }
  89
  90         /**
  91          * Method used to pass additional arguments needed by the function to
  92          * run correctly.
  93          * Required map keys are:
  94          *  - _span_start_ - with value equal to begining of the Fitness function domain
  95          *  - _span_end_ - with value equal to end of the Fitness function domain
  96          * Their values should be floats.
  97          *
  98          * @param args map containing span_start and span_end as a keys and
  99          *      their values (_double_) passed as strings
 100          */
 101         virtual void parseArguments(std::map<string, string> args) {
 102             std::map<string, string>::iterator it;
 103             for (it = args.begin(); it != args.end(); it++) {
 104                 if (it->first == "span_start") {
 105                     this->span_start = std::stod(it->second);
 106                 }
 107                 else if (it->first == "span_end") {
 108                     this->span_end = std::stod(it->second);
 109                 }
 110             }
 111         }
 112
 113         /**
 114          * Method used to get additional arguments needed by the function to
 115          * run correctly.
 116          *
 117          * @return map containing span_start and span_end as a map keys, with
 118          *      their values passed as string
 119          */
 120         std::map<string, string> getArguments() {
 121             std::map<string, string> fit_args;
 122             fit_args.insert(std::pair<string, string>("span_start", std::to_string(span_start)));
 123             fit_args.insert(std::pair<string, string>("span_end", std::to_string(span_end)));
 124             return fit_args;
 125         }
 126     };
 127 }
 128
 129 #endif /* __FITNESS_WSTI_H */