Question

我正在为我正在参加的软件工程课程开展一个项目。目标是设计一个程序，该程序将使用遗传编程生成适合所提供的训练数据的数学表达式。

我刚刚开始研究这个项目，我正试图围绕如何创建一个二叉树来实现用户定义的树高，并保持每个节点分离以使交叉和变异更简单我开始实施这些流程。

这是我到目前为止创建的节点类。请原谅我确信我明显缺乏经验。

public class Node
{
    Node parent;
    Node leftchild;
    Node rightchild;

    public void setParent(Node p)
    {
        parent = p;
    }

    public void setLeftChild(Node lc)
    {
        lc.setParent(this);
        leftchild = lc;
    }

    public void setRightChild(Node rc)
    {
        rc.setParent(this);
        rightchild = rc;
    }   
}


public class OperatorNode extends Node
{
    char operator;


    public OperatorNode()
    {
        double probability = Math.random();

        if (probability <= .25)
        {
            operator = '+';
        }
        else if (probability > .25 && probability <= .50)
        {
            operator = '-';
        }
        else if (probability > .50 && probability <= .75)
        {
            operator = '*';
        }
        else
        {
            operator = '/';
        }
    }

    public void setOperator(char op)
    {
        if (op == '+' || op == '-' || op == '*' || op == '/')
        {
            operator = op;
        }
    }


/**
 * Node that holds x variables.
 */
public class XNode extends Node
{
    char x;

    public XNode()
    {
        x = 'x';
    }    
}

import java.util.Random;


public class OperandNode extends Node
{
    int operand;

    /**
     * Initializes random number generator, sets the value of the node from zero to 9.
     */
    public OperandNode()
    {
        Random rand = new Random();
        operand = rand.nextInt(10);
    }

    /**
     * Manually changes operand.
     */
    public void setOperand(int o)
    {
        operand = o;
    }
}

这完成了节点本身所需的一切，但是我在试图找出如何将它们变成更大的树时遇到了问题。我意识到我需要使用某种类型的集合类型，但似乎无法在库中找到一个看起来适合我正在尝试做的事情。

即使是正确方向的推动也会受到高度赞赏。

Answer 1

也许看this会对你有帮助。

Answer 2

所以你想建立一个OperatorNode s，OperandNode和XNode s的随机树？你说你想要定义树深度用户吗？

定义一个名为buildRandomTree的类似递归函数。对于树深度，应该使用单个int参数。如果depth参数为1，则返回随机叶节点（OperandNode或XNode）。如果depth参数大于1，则生成随机OperatorNode，并进行递归调用以生成左右子树（深度1小于当前级别）。

根据您要对节点执行的操作，您必须定义其他递归函数。例如，您可能希望生成表达式树的文本表示。为此，您可以在每个节点类上定义toString()。（OperatorNode.toString()必须在左右子树上调用toString()。）

您可能还想评估表达式树（具有给定的变量值）。为此，您可以定义另一个递归函数，可能称为evaluate()。它必须使用一个参数，可能是Map，它将给出要用它来计算表达式的变量值（或“绑定”）。（现在你的表达式树只能包含一个变量“x”，但我想你可能想要添加更多。如果你确定你只会使用一个变量，那么evaluate可以只使用一个数字“x”的值的参数。）

3个节点类的evaluate实现都非常简单。 OperandNode和VariableNode只会直接返回一个值; OperatorNode必须在左右子树上调用evaluate，使用适当的操作组合值，然后返回结果。

用Java创建二进制树以用于遗传编程目的

2 个答案: