Operator 接口

启发式算法的基础是通过应用不同的算子，从现有的个体solution中修改或生成新的个体solution。例如，EAs使用交叉、变异和选择操算子修改解决方案。在jMetal中，任何改变或生成solution（或solution集合）的操作都会实现或扩展Operator接口：

package org.uma.jmetal.operator;

/**
 * Interface representing an operator
 *
 * @author Antonio J. Nebro <antonio@lcc.uma.es>
 * @version 0.1
 * @param <Source> Source Class of the object to be operated with
 * @param <Result> Result Class of the result obtained after applying the operator
 */
public interface Operator<Source, Result> {
  /**
   * @param source The data to process
   */
  public Result execute(Source source) ;
}

本接口中的泛型用于指示算子将被应用于Source并且将结果以Result类型返回

框架已经引入了一系列的算子，他们可以被分为四类

• 交叉算子：表示启发式算法中使用的复合或交叉运算符。下文实例中的算子分别可以模拟二进制（SBX）交叉以及实数和二进制编码的单点交叉。
• 变异算子：表示启发式算法中所使用的变异算子。包含实数编码的多项式变异以及二进制编码的位反转变异等
• 选择算子. 在许多启发式算法中，这种算子用于执行选择过程。选择算子的一个示例是二进制竞赛。
• 本地搜索算子. 此类用于表示本地搜索过程。它包含一种方法，用于咨询应用后执行了多少次评估。

下面就来叙述这些算子的接口和实现类

交叉算子

CrossoverOperator 接口可以作为 jMetal 5中交叉算子的代表:

package org.uma.jmetal.operator;

/**
 * Interface representing crossover operators. They will receive a list of solutions and return
 * another list of solutions
 *
 * @author Antonio J. Nebro <antonio@lcc.uma.es>
 *
 * @param <S> The class of the solutions
 */
public interface CrossoverOperator<S extends Solution<?>> extends Operator<List<S>,List<S>> {
}

这个接口简单地说明了交叉点有一个solution对象的列表作为源，并返回另一个solution对象的列表作为结果。让我们看一下这个接口的两个实现，一个用于实数类型，另一个用于二进制类型。
模拟二进制交叉（SBX）是许多多目标进化算法（如NSGA-II、SPEA2、SMS-EMOA、MOCell等）中的默认交叉算子。SBXCrossover类的方案如下所示：

package org.uma.jmetal.operator.impl.crossover;

/**
 * This class allows to apply a SBX crossover operator using two parent solutions (Double encoding).
 * A {@link RepairDoubleSolution} object is used to decide the strategy to apply when a value is out
 * of range.
 *
 * The implementation is based on the NSGA-II code available in
 * <a href="http://www.iitk.ac.in/kangal/codes.shtml">http://www.iitk.ac.in/kangal/codes.shtml</a>
 *
 * @author Antonio J. Nebro <antonio@lcc.uma.es>
 * @author Juan J. Durillo
 */
public class SBXCrossover implements CrossoverOperator<DoubleSolution> {
  /** EPS defines the minimum difference allowed between real values */
  private static final double EPS = 1.0e-14;

  private double distributionIndex ;
  private double crossoverProbability  ;
  private RepairDoubleSolution solutionRepair ;

  private JMetalRandom randomGenerator ;

  /** Constructor */
  public SBXCrossover(double crossoverProbability, double distributionIndex) {
    this (crossoverProbability, distributionIndex, new RepairDoubleSolutionAtBounds()) ;
  }

  /** Constructor */
  public SBXCrossover(double crossoverProbability, double distributionIndex, RepairDoubleSolution solutionRepair) {
    if (crossoverProbability < 0) {
      throw new JMetalException("Crossover probability is negative: " + crossoverProbability) ;
    } else if (distributionIndex < 0) {
      throw new JMetalException("Distribution index is negative: " + distributionIndex);
    }

    this.crossoverProbability = crossoverProbability ;
    this.distributionIndex = distributionIndex ;
    this.solutionRepair = solutionRepair ;

    randomGenerator = JMetalRandom.getInstance() ;
  }

  /** Execute() method */
  @Override
  public List<DoubleSolution> execute(List<DoubleSolution> solutions) {
    if (null == solutions) {
      throw new JMetalException("Null parameter") ;
    } else if (solutions.size() != 2) {
      throw new JMetalException("There must be two parents instead of " + solutions.size()) ;
    }

    return doCrossover(crossoverProbability, solutions.get(0), solutions.get(1)) ;
  }
  
  ...

未完待续？？？？