/*************************************************************************************
Janne Koljonen
Vaasan yliopisto

Soft Computing
Sumea Kromosomi. Kuvaa sumeaa joukkoa eli jäsenyysfunktiota.
Tarkoituksena voisi olla esimerkiksi optimoida jäsenyysfunktio sumeaan säätimeen.
Erityiset risteytys- ja mutaatio-operaatiot.

**************************************************************************************/

public class SumeaKromosomi
{
	// Jäsenyysfunktio funktio
	private double[] Jf; // Jokaisella alkiolla oma elementti, joka kuvaa jäsenyysastetta

	// Muodostin, joka tarkistaa, että pakottaa arvot välille [0,1]
	public SumeaKromosomi(double[] kars)
	{
		Jf=kars;
		for(int i=0;i<Jf.length;i++)
		{
			Jf[i]=Math.min(Math.max(0,Jf[i]),1);
		}
	}



	public double[] getJf()
	{
		return Jf;
	}

	// Risteyttä tämän kromosomin ja fc:n.
	public SumeaKromosomi crossover(SumeaKromosomi fc)
	{
		double[] Jf2=fc.getJf();
		double[] temp=new double[Math.min(fc.getJf().length,Jf.length)];
		for(int i=0;i<temp.length;i++)
		{
			if(Math.random()<0.5)
			{
				temp[i]=Jf[i];
			}
			else
			{
				temp[i]=Jf2[i];
			}
		}
		return new SumeaKromosomi(temp);
	}

	// Mutatoi tämän kromosomin yhtä satunnaista alkiota (geeniä). Arvotaan kokonaan uusi arvo
	public void mutation()
	{
		Jf[(int)(Jf.length*Math.random())]=Math.random();
	}

	// Mutatoi tämän kromosomin yhtä satunnaista alkiota (geeniä) maksimimissa +/- var verran.
	public void mutation(double var)
	{
		int geeni=(int)(Jf.length*Math.random());
		Jf[geeni]+=var*Math.random()-var/2;
		Jf[geeni]=Math.min(Math.max(Jf[geeni],0),1);
	}

	// Satunnaisen kromosomin luonti
	public static SumeaKromosomi randomSK(int numofpar)
	{
		double[] temp=new double[numofpar];
		for(int i=0;i<numofpar;i++)
		{
			temp[i]=Math.random();
		}
		return new SumeaKromosomi(temp);
	}

	public String toString()
	{
		java.text.NumberFormat nf=java.text.NumberFormat.getInstance();
		nf.setMinimumFractionDigits(2);
		nf.setMaximumFractionDigits(2);
		String apu="";
		for(int i=0;i<this.getJf().length;i++)
		{
			apu+="C"+i+"="+nf.format(this.getJf()[i])+", ";
		}
		return "SumeaKromosomi: "+apu;
	}

	public static void main(String[] args)
	{
		// Geenien lukumäärä
		int par=5;

		// Populaatio
		SumeaKromosomi[] population=new SumeaKromosomi[10];

		// Alustetaan ja tulostetaan populaatio
		for(int i=0;i<population.length;i++)
		{
			population[i]=SumeaKromosomi.randomSK(par);
			System.out.println(i+" "+population[i]);
		}

		// Kokeillaan risteytystä ja mutaatiota
		for(int i=5;i<population.length;i++)
		{
			// Risteytetään kaksi kromosomia
			population[i]=population[(int)(5*Math.random())].crossover(population[(int)(5*Math.random())]);
			// Mutatoidaan tulosta
			population[i].mutation(0.1);
		}

		// TUlostetaan populaatio
		System.out.println("2. sukupolvi");
		for(int i=0;i<population.length;i++)
		{
			System.out.println(i+" "+population[i]);
		}
	}
}