Genetic Algorithm & Binding

Genetic Algorithm & Binding
Ya que sabemos como implementar un algoritmo genético básico con la Interface de Waki, vamos a usar el algoritmo genético de ordenamiento del tablero de ajedrez del post Interface. Algoritmo Genético II y crearemos una interfaz gráfica con WPF y como no, aplicaremos lo que sabemos con Binding.
Lo primero que vamos a hacer es que la clase ChessBoard implemente la interfaz INotifyPropertyChanged del namespace System.ComponentModel. Una vez hecho esto, añadimos el evento public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged y creamos un método que realice la llamada. Ahora que ya podemos notificar cambios en las propiedades, le incluimos una llamada a este método desde la propiedad BestParent, es decir, cada vez que se encuentre una solución parcial en el algoritmo queremos que actualice la pantalla, para ello cambiamos también la propiedad Bestparent por su equivalente de propiedad completa.

public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;

public void OnPropertyChanged(string property)
{
        PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(property));
}
private List bestparent;

public List BestParent
{
        get { return bestparent; }
        set
        { 
            bestparent = value;
            OnPropertyChanged(nameof(BestParent));
        }
}

A la clase ChessPiece le he añadido una propiedad nueva llamada Picture para incluirle la forma de la pieza de ajedrez.
Acto seguido, preparamos nuesto código XAMl, donde yo lo que he hecho, como nuestra clase ChessBoard era una lista de objetos ChessPiece, no he cambiado a coordenadas y simplemente he incluido 64 Textblock, uno por casilla y el DataContext de cada Textblock es el que corresponde a cada objeto de la lista de objetos ChessPiece. Posteriormente cada Textblock tendrá un style asociado donde se le crea el Binding con el texto o la figura de ajedrez. (Las piezas de ajedrez son caracteres Unicode. ♜♞♝♛♚♟♖♘♗♕♔♙).
El estilo aplicado a cada Textblock es el siguiente:

<Style x:Key="piece" TargetType="TextBlock">
            <Setter Property="Text" Value="{Binding Picture}"/>

Código XAML

<Window x:Class="ChessBoardProject.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:ChessBoardProject"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow" Height="600" Width="800">
    <Grid>
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition Width="20"/>
            <ColumnDefinition Width="20*"/>
            <ColumnDefinition Width="20"/>
        </Grid.ColumnDefinitions>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="20"/>
            <RowDefinition Height="20*"/>
            <RowDefinition Height="20"/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <Grid Grid.Row="1" Grid.Column="1" HorizontalAlignment="Center" VerticalAlignment="Center" x:Name="board">
            <Grid.ColumnDefinitions>
                <ColumnDefinition Width="55"/>
                <ColumnDefinition Width="50"/>
                <ColumnDefinition Width="50"/>
                <ColumnDefinition Width="50"/>
                <ColumnDefinition Width="50"/>
                <ColumnDefinition Width="50"/>
                <ColumnDefinition Width="50"/>
                <ColumnDefinition Width="55"/>
            </Grid.ColumnDefinitions>
            <Grid.RowDefinitions>
                <RowDefinition Height="55"/>
                <RowDefinition Height="50"/>
                <RowDefinition Height="50"/>
                <RowDefinition Height="50"/>
                <RowDefinition Height="50"/>
                <RowDefinition Height="50"/>
                <RowDefinition Height="50"/>
                <RowDefinition Height="55"/>
            </Grid.RowDefinitions>
            

            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="0" Grid.Column="0"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="0" Grid.Column="1"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="0" Grid.Column="2"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="0" Grid.Column="3"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="0" Grid.Column="4"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="0" Grid.Column="5"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="0" Grid.Column="6"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="0" Grid.Column="7"/>

            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="1" Grid.Column="0"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="1" Grid.Column="1"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="1" Grid.Column="2"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="1" Grid.Column="3"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="1" Grid.Column="4"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="1" Grid.Column="5"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="1" Grid.Column="6"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="1" Grid.Column="7"/>

            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="2" Grid.Column="0"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="2" Grid.Column="1"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="2" Grid.Column="2"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="2" Grid.Column="3"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="2" Grid.Column="4"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="2" Grid.Column="5"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="2" Grid.Column="6"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="2" Grid.Column="7"/>

            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="3" Grid.Column="0"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="3" Grid.Column="1"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="3" Grid.Column="2"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="3" Grid.Column="3"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="3" Grid.Column="4"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="3" Grid.Column="5"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="3" Grid.Column="6"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="3" Grid.Column="7"/>

            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="4" Grid.Column="0"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="4" Grid.Column="1"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="4" Grid.Column="2"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="4" Grid.Column="3"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="4" Grid.Column="4"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="4" Grid.Column="5"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="4" Grid.Column="6"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="4" Grid.Column="7"/>

            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="5" Grid.Column="0"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="5" Grid.Column="1"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="5" Grid.Column="2"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="5" Grid.Column="3"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="5" Grid.Column="4"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="5" Grid.Column="5"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="5" Grid.Column="6"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="5" Grid.Column="7"/>

            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="6" Grid.Column="0"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="6" Grid.Column="1"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="6" Grid.Column="2"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="6" Grid.Column="3"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="6" Grid.Column="4"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="6" Grid.Column="5"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="6" Grid.Column="6"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="6" Grid.Column="7"/>

            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="7" Grid.Column="0"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="7" Grid.Column="1"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="7" Grid.Column="2"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="7" Grid.Column="3"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="7" Grid.Column="4"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="7" Grid.Column="5"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource blackCell}" Grid.Row="7" Grid.Column="6"/>
            <Rectangle Style="{StaticResource whiteCell}" Grid.Row="7" Grid.Column="7"/>

            <Rectangle Fill="Transparent" Stroke="Black" StrokeThickness="3" Grid.RowSpan="8" Grid.ColumnSpan="8"/>

            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[0]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="0" Grid.Column="0"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[1]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="0" Grid.Column="1"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[2]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="0" Grid.Column="2"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[3]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="0" Grid.Column="3"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[4]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="0" Grid.Column="4"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[5]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="0" Grid.Column="5"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[6]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="0" Grid.Column="6"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[7]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="0" Grid.Column="7"/>

            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[8]}" Style="{StaticResource piece}"   Grid.Row="1" Grid.Column="0"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[9]}" Style="{StaticResource piece}"   Grid.Row="1" Grid.Column="1"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[10]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="1" Grid.Column="2"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[11]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="1" Grid.Column="3"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[12]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="1" Grid.Column="4"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[13]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="1" Grid.Column="5"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[14]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="1" Grid.Column="6"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[15]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="1" Grid.Column="7"/>

            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[16]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="2" Grid.Column="0"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[17]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="2" Grid.Column="1"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[18]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="2" Grid.Column="2"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[19]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="2" Grid.Column="3"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[20]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="2" Grid.Column="4"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[21]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="2" Grid.Column="5"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[22]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="2" Grid.Column="6"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[23]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="2" Grid.Column="7"/>

            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[24]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="3" Grid.Column="0"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[25]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="3" Grid.Column="1"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[26]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="3" Grid.Column="2"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[27]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="3" Grid.Column="3"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[28]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="3" Grid.Column="4"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[29]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="3" Grid.Column="5"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[30]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="3" Grid.Column="6"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[31]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="3" Grid.Column="7"/>

            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[32]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="4" Grid.Column="0"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[33]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="4" Grid.Column="1"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[34]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="4" Grid.Column="2"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[35]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="4" Grid.Column="3"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[36]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="4" Grid.Column="4"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[37]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="4" Grid.Column="5"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[38]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="4" Grid.Column="6"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[39]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="4" Grid.Column="7"/>

            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[40]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="5" Grid.Column="0"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[41]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="5" Grid.Column="1"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[42]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="5" Grid.Column="2"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[43]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="5" Grid.Column="3"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[44]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="5" Grid.Column="4"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[45]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="5" Grid.Column="5"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[46]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="5" Grid.Column="6"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[47]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="5" Grid.Column="7"/>

            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[48]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="6" Grid.Column="0"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[49]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="6" Grid.Column="1"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[50]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="6" Grid.Column="2"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[51]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="6" Grid.Column="3"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[52]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="6" Grid.Column="4"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[53]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="6" Grid.Column="5"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[54]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="6" Grid.Column="6"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[55]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="6" Grid.Column="7"/>

            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[56]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="7" Grid.Column="0"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[57]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="7" Grid.Column="1"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[58]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="7" Grid.Column="2"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[59]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="7" Grid.Column="3"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[60]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="7" Grid.Column="4"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[61]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="7" Grid.Column="5"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[62]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="7" Grid.Column="6"/>
            <TextBlock DataContext="{Binding BestParent[63]}" Style="{StaticResource piece}"  Grid.Row="7" Grid.Column="7"/>
        </Grid>
        <Button Content="Start" Grid.Column="1" HorizontalAlignment="Right" Grid.Row="1" VerticalAlignment="Bottom" Width="75" Margin="20" Click="Button_Click"/>
    </Grid>
   
</Window>

Para no bloquear la interfaz, creamos una tarea y ejecutamos. Le he puesto un retardo de unos cuantos milisegundos en cada solución parcial para ver como actua el algoritmo y el resultado.
ScreenCapture_05-09-2020 12.44.10.gif
Licencia Creative Commons
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Interface. Genetic Algorithm II

Interface. Genetic Algorithm II
En este post veremos como un algoritmo genético es capaz de ordenar un tablero de ajedrez. Es como si un niño de 2 años pusiera las piezas aleatoriamente en el tablero y el algoritmo se encargara de poner cada una en su sitio.

Crearemos una clase ChessPiece para cada figura de ajedrez y una clase ChessBoard que implementará la interfaz IMutable. Esto quiere decir que nuestro cromosoma es una lista de piezas de ajedrez y que el Fitness es del tipo doble.
Acto seguido, creamos el geneset o conjunto de genes que formarán el cromosoma donde incluiremos también la casilla vacía. Luego le daremos un valor a cada pieza y otro valor a cada casilla, cada vez que se acierte, el fitness se verá incrementado hasta el 100%.

class ChessBoard : IMutable {
    override val geneset = mutableListOf(
            ChessPiece("T",ChessPieceColor.BLACK,11),
            ChessPiece("C",ChessPieceColor.BLACK,13),
            ChessPiece("A",ChessPieceColor.BLACK,15),
            ChessPiece("D",ChessPieceColor.BLACK,16),
            ChessPiece("R",ChessPieceColor.BLACK,18),
            ChessPiece("A",ChessPieceColor.BLACK,15),
            ChessPiece("C",ChessPieceColor.BLACK,13),
            ChessPiece("T",ChessPieceColor.BLACK,11),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.BLACK,4),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.BLACK,4),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.BLACK,4),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.BLACK,4),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.BLACK,4),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.BLACK,4),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.BLACK,4),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.BLACK,4),
            ChessPiece("T",ChessPieceColor.WHITE,10),
            ChessPiece("C",ChessPieceColor.WHITE,12),
            ChessPiece("A",ChessPieceColor.WHITE,14),
            ChessPiece("D",ChessPieceColor.WHITE,17),
            ChessPiece("R",ChessPieceColor.WHITE,19),
            ChessPiece("A",ChessPieceColor.WHITE,14),
            ChessPiece("C",ChessPieceColor.WHITE,12),
            ChessPiece("T",ChessPieceColor.WHITE,10),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.WHITE,5),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.WHITE,5),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.WHITE,5),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.WHITE,5),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.WHITE,5),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.WHITE,5),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.WHITE,5),
            ChessPiece("P",ChessPieceColor.WHITE,5))

    init {

        geneset.addAll((1..32).map { ChessPiece("_",ChessPieceColor.EMPTY,0) })
    }

    override val target: Double = 64.0
    override var bestParent = createParent(0)
    override var bestFitness: Double = 0.0
    private val values = mutableListOf(11,13,15,16,18,15,13,11,4,4,4,4,4,4,4,4,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,5,5,5,5,5,5,5,5,10,12,14,17,19,14,12,10)

    override fun isSuccess(): Boolean = bestFitness == 1.0

    var result=""
    override fun start() {
        bestFitness = getFitness(bestParent)
        var childFitness: Double
        var child: MutableList
        //Display(bestParent, bestFitness)
        var attemps=0

        do {
            do {
                child = mutate(bestParent)
                childFitness = getFitness(child)

            } while (bestFitness > childFitness)

            bestFitness = childFitness
            bestParent = child
            result +=toShortString() + "\n\n\n"
            attemps ++
            println(toShortString() + "\n")
        } while (!isSuccess())
        println("Nº de intentos: $attemps")
    }

    override fun createParent(param: Any): MutableList {
        // llena el tablero con las 32 fichas piezas + 32 vacias
        return geneset.shuffled().toMutableList()
    }

    override fun getFitness(obj: MutableList): Double = obj.mapIndexed { index, chessPiece -> if (values[index] == chessPiece.value) 1.0 else 0.0  }.sum() / target

    override fun mutate(parent: MutableList): MutableList {
        val parentFitness: Double = getFitness(parent)
        var childFitness = 0.0
        var child = mutableListOf()

        do {
            child.clear()
            child.addAll(parent)

            val startIndex = Random.nextInt(bestParent.size)
            val endIndex = Random.nextInt(bestParent.size)
            val start = parent[startIndex]
            val end = parent[endIndex]
            child[startIndex] = end
            child[endIndex] = start
            childFitness = getFitness(child)

        }while (childFitness chessPiece.toString() + if ((index+1) % 8 ==0) "\n" else "\t" }
            .joinToString("")}\nFitness: $bestFitness"

    fun toShortString(): String ="${bestParent
                    .mapIndexed { index, chessPiece -> (if (chessPiece.value==0) " " else if (chessPiece.value == values[index]) (if (chessPiece.color==ChessPieceColor.WHITE) "○" else "●") else "#")+if ((index+1) % 8 == 0) "\n" else "" }
                    .joinToString("")
        }\nFitness: ${"%.3f".format(bestFitness)}"
    fun  foo(collection: MutableList){

    }
}

fun main(){
    val chessBoard = ChessBoard()
    chessBoard.start()
    println(chessBoard.bestParent)
}

Y este es el resultado del progreso de los cromosomas para 36 intentos
cromosomas.png

TN	CN	AN	DN	RN	AN	CN	TN
PN	PN	PN	PN	PN	PN	PN	PN
__	__	__	__	__	__	__	__
__	__	__	__	__	__	__	__
__	__	__	__	__	__	__	__
__	__	__	__	__	__	__	__
PB	PB	PB	PB	PB	PB	PB	PB
TB	CB	AB	DB	RB	AB	CB	TB

Fitness: 1.0

Y ahora implementaremos la interfaz con mi mejor amigo, C#

 public class ChessPiece
    {
        public ChessPiece(string name, Colors color, int value)
        {
            Name = name;
            ChessPieceColor = color;
            Value = value;
        }

        public string Name { get; set; }
        public int Value { get; set; }
        public Colors ChessPieceColor { get; set; }

        public enum Colors
        {
            Black,
            White,
            Empty
        }

        public string ColorToString => ValueToString(ChessPieceColor);

        public new string ToString => $"{Name}{ColorToString}";

        private string ValueToString(Colors color)
        {
            switch (color)
            {
                case Colors.Black:
                    return "N";
                case Colors.White:
                    return "B";
                case Colors.Empty:
                    return "_";
                default:
                    return "";
            }
        }

    }

    public class ChessBoard : IMutable
    {
        public ChessBoard()
        {
            Geneset = new List()
            {
                    new ChessPiece("T", ChessPiece.Colors.Black, 11),
                    new ChessPiece("C", ChessPiece.Colors.Black, 13),
                    new ChessPiece("A", ChessPiece.Colors.Black, 15),
                    new ChessPiece("D", ChessPiece.Colors.Black, 16),
                    new ChessPiece("R", ChessPiece.Colors.Black, 18),
                    new ChessPiece("A", ChessPiece.Colors.Black, 15),
                    new ChessPiece("C", ChessPiece.Colors.Black, 13),
                    new ChessPiece("T", ChessPiece.Colors.Black, 11),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.Black, 4),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.Black, 4),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.Black, 4),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.Black, 4),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.Black, 4),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.Black, 4),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.Black, 4),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.Black, 4),
                    new ChessPiece("T", ChessPiece.Colors.White, 10),
                    new ChessPiece("C", ChessPiece.Colors.White, 12),
                    new ChessPiece("A", ChessPiece.Colors.White, 14),
                    new ChessPiece("D", ChessPiece.Colors.White, 17),
                    new ChessPiece("R", ChessPiece.Colors.White, 19),
                    new ChessPiece("A", ChessPiece.Colors.White, 14),
                    new ChessPiece("C", ChessPiece.Colors.White, 12),
                    new ChessPiece("T", ChessPiece.Colors.White, 10),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.White, 5),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.White, 5),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.White, 5),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.White, 5),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.White, 5),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.White, 5),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.White, 5),
                    new ChessPiece("P", ChessPiece.Colors.White, 5)
            };

            Geneset.AddRange(Enumerable.Range(0, 32).ToList().Select(k => new ChessPiece("_", ChessPiece.Colors.Empty, 0)));           

        }

        public List Geneset { get; set; }
        public double Target { get; set; } = 64;
        public List BestParent { get; set; }
        public double BestFitness { get; set; }

        private Random rnd = new Random();
        private IList Values = new List() { 11, 13, 15, 16, 18, 15, 13, 11, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 10, 12, 14, 17, 19, 14, 12, 10 };
        private string result = "";

        public List CreateParent(object param) => Suffled(Geneset);

        public double GetFitness(List obj) => obj
            .Select((item, index) => new { Item = item, Index = index })
            .Select(k => k.Item.Value == Values[k.Index] ? 1.0 : 0.0)
            .Sum()/Target;

        public bool IsSuccess() => BestFitness == 1.0;

        public List Mutate(List parent)
        {

            var parentFitness = GetFitness(parent);
            var childFitness = 0.0;
            var child = new List();

            do
            {
                child.Clear();
                child.AddRange(parent);

                var startIndex = rnd.Next(BestParent.Count());
                var endIndex = rnd.Next(BestParent.Count());
                var start = parent[startIndex];
                var end = parent[endIndex];

                child.RemoveAt(startIndex);
                child.Insert(startIndex, end);
                child.RemoveAt(endIndex);
                child.Insert(endIndex, start);

                childFitness = GetFitness(child);
                //print(child);
            } while (childFitness k.Value)));
        }

        public void Start()

        {
            BestParent = CreateParent(null);
            BestFitness = GetFitness(BestParent);
            var childFitness = 0.0;
            var child = new List();

            var attemps = 0;
            do
            {
                do
                {
                    child = Mutate(BestParent);
                    childFitness = GetFitness(child);
                } while (BestFitness > childFitness);

                BestFitness = childFitness;
                BestParent = child;
                result += ToShortString + "\n\n\n";
                Console.WriteLine(result);
                attemps++;
            } while (!IsSuccess());

            Console.WriteLine(ToShortString + "\n");
            Console.WriteLine($"Nº intentos: {attemps}");
        }

        private List Suffled(List source) => source
            .Select(x => new { value = x, order = rnd.Next() })
            .OrderBy(x => x.order).Select(x => x.value).ToList();

        public new string ToString => $"{string.Join("",BestParent.Select((item, index) => new { Item = item, Index = index }).Select(k => k.Item.ToString + (((k.Index + 1) % 8 == 0) ? '\n' : ' '))) }";
        public string ToShortString => $"{string.Join("",BestParent.Select((item, index) => new { Item = item, Index = index }).Select(k => (k.Item.Value == 0 ? " " : (k.Item.Value == Values[k.Index]) ? (k.Item.ChessPieceColor == ChessPiece.Colors.White ? "O" : "■") : "#") + (((k.Index + 1) % 8 == 0) ? '\n' : ' '))) }";

    }
 class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var chessboard = new ChessBoard();
            chessboard.Start();
            Console.WriteLine(chessboard.ToString);
            Console.WriteLine("Press any key...");
            Console.ReadKey();
        }
    }

Si quieres leer mi anterior post sobre la interface de algoritmos genéticos, aquí lo tienes.

Licencia Creative Commons
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Interface. Genetic Algorithm I

Interface. Genetic Algorithm I

¿Cómo conseguir un objetivo por los mismos medios por los que una especie sobrevive? La respuesta es, mutando y cruzándo sus individuos para obtener ese objetivo.

Los algoritmos genéticos desde el punto de vista del desarrollo de software, tienen casi todos un patrón único y si tienen un patrón único atienden a una estructura común, por tanto es como cualquier interface, atienden siempre a la misma composición, de modo que ¿Por qué no generamos una interface que implemente este comportamiento? ¿Por qué crear una interface? Generamos una interface porque esperamos que cualquier clase que implemente esta interface haga lo mismo y la interface es el elemento adecuado. (¿he entrado en bucle? uhmmm). Para saber más acerca de interfaces, aquí tiene un artículo de Wakicode.

Bien, la verdad que he buscado y “requetebuscado” (que dicen en mi tierra) y no he visto nada parecido acerca de una interface de algoritmo genéticos.

Un algoritmo genético tiene los siguientes elementos:

  • Un conjunto de genes en los que se basan cada uno de objetos generados
  • Un patrón inicial o digamos un Adán o una Eva
  • Un candidato a ser el mejor de la especie
  • Un indicador métrico de aptitud del mejor de la especie

y efectua las siguientes tareas:

  • Inicia el algoritmo
  • Crea el patrón inicial
  • Obtiene la métrica de cualquier objeto de la especie. Función de Aptitud
  • Ejecuta un cruce entre individuos de la especie. Cruce
  • Ejecuta una mutación sobre un objeto. Mutación
  • Comprueba si se ha cumplido con el objetivo. Criterio de parada
  • Si no se ha conseguido el objetivo, volvemos a realizar la tarea
  • Obtención de la solucióndiagrama algoritmo genetico.png

Además un algoritmo genético no tiene porque realizar un cruce porque a lo mejor nuestro problema lo podemos solucionar mutando solamente sus genes sin realizar cruce. Cada algoritmo hay que estudiarlo

Dicho esto nos ponemos manos a la obra y vamos a desarrollar una interfaz que tenga estos elementos y que nos permita realizar estas acciones con diferentes tipos. En principio voy a crear una interface del tipo Mutable y luego heredaré de esta para crear una nueva Crossover  con funciones de cruce.

En Kotlin

/**
 * @author Joaquin Martinez Rus ©
 * @since 15AGO20
 * version 1.1
 */
interface IMutable
{
    val geneset: T
    val target: F
    var bestParent: T
    var bestFitness: F

    /**
     * Return true when target is reached
     * @return Boolean
     */
    fun isSuccess(): Boolean

    /**
     * Start algorithm
     * @sample
     * CreateParent
     * Mutate
     * GetFitness
     * Compare
     * IsSuccess
     */
    fun start()

    /**
     * Return a new parent object
     * @param Parameter of generation
     * @return Type T
     */
    fun createParent(param: Any): T

    /**
     * Get object fitness
     * @return F value
     */
    fun getFitness(obj: T): F

    /**
     * Return a mutation of a parent object
     * @param Parent element
     * @return type T mutated
     */
    fun mutate (parent: T): T
}

/**
 * @author Joaquin Martinez Rus ©
 * @since 15AGO20
 * version 1.1
 */
interface ICrossOver : IMutable
{
    /**
     * Return a crossover of two objects of same type
     * @param Parent element
     * @return type T crossed over
     */
    fun crossOver(father: T, mother: T): T
}

y en C#

/* ************************************************************************************************************************************************
    * © JOAQUIN MARTINEZ RUS 2020
    * Archivo:         Imutable.cs
    * Descripción:     Interface que implementa un algoritmo genético de mutación
    * Historial:
    *                  1. Joaquin Martínez Rus - 15 ago 2020. Creación
    *
    * Comentarios:
    *
    *
    **************************************************************************************************************************************************/
    public interface IMutable where F : IComparable
    {
        public T Geneset { get; set; }
        public F Target { get; set; }
        public T BestParent { get; set; }
        public F BestFitness { get; set; }

        ///
        /// Return true when target is reached
        /// 

        /// Boolean
        bool IsSuccess();

        ///
        ///  Start algorithm
        ///  Example
        ///  CreateParent
        ///  Mutate
        ///  Getfitness
        ///  Compare
        ///  IsSuccess
        /// 

        void Start();

        ///
        /// Return a new parent object
        /// 

        /// Parameter of generation
        /// Type T
        T CreateParent(object param);

        ///
        /// Get object fitness
        /// 

        /// Object from which the fitness is obtained
        /// F Value
        F GetFitness(T obj);

        ///
        /// Return a mutation of a parent object
        /// 

        /// Parent element
        /// T mutated
        T Mutate(T parent);

    }

    /* ************************************************************************************************************************************************
    * © JOAQUIN MARTINEZ RUS 2020
    * Archivo:         ICrossOver.cs
    * Descripción:     Interface que implementa un algoritmo genético de mutación y cruce
    * Historial:
    *                  1. Joaquin Martínez Rus - 15 ago 2020. Creación
    *
    * Comentarios:
    *
    *
    **************************************************************************************************************************************************/
    public interface ICrossOver : IMutable where F: IComparable
    {
        ///
        /// Return a crossover of two objects of same type
        /// 

        /// Fateher
        /// Mother
        /// type T crossed over
        T CrossOver(T father, T mother);

    }

Analicemos la interface.Lo primero. La interface es una interface genérica con dos tipos, T es el tipo del objeto del algoritmo y F es el tipo de la propiedad Fitness que obligatoriamente debe ser comparable. Este será el cromosoma.
Cuatro propiedades, un geneset o conjunto de genes, el objetivo que pretenderá alcanzar el algoritmo (target), un objeto genérico como mejor individuo de su especie (bestParent) y un indicador de aptitud del mejor de los individuos (bestFitness).
Luego tenemos 5 métodos, método start para iniciar el algoritmo, un método createParent que creará el primero de la especie al cual le he incluido un parámetro por si quisiéramos determinar alguna particularidad sobre él, un método mutate que mutará un objeto en otro, un método getFitness que obtiene la aptitud y por último otro método booleano que determina si el algoritmo ha cumplido su objetivo (isSuccess).La interface ICrossOver hereda de esta añadiéndole un método más llamado crossOver con dos parámetros o padre y madre del objeto resultante.Si ahora creamos una clase que implemente esta interface, nos aseguramos que como mínimo tendremos que desarrollar los elementos de la interface, más fácil imposible. ¿Dónde tenemos que estrujarnos el cerebro? en diseñar el tipo de cromosoma, el objetivo como debe alcanzarse o en como debe mutar. No es poco, pero si tienes poca experiencia con algoritmos genéticos, esta es tu interface.

En la práctica, vamos a generar un algoritmo sencillo que adivine una frase. Esto tan fácil como crear una clase que implemente IMutable y en nuestro IDE nos aparecerá en rojo indicándonos que algo mal. La mayoría de los IDE,s tiene un asistente, una bombilla, una herramienta, un algo que al pulsar sobre él nos indica que algo está pasando y este dirá “implement as constructor parameters”, seleccionamos las propiedades y et voilá, propiedades en la clase, pulsamos de nuevo y nos dirá implement members.

genetics01.jpg.png

Al pulsar, seleccionamos todos lo métodos y clase lista. Ahora el código

genetics02.png
Y aquí la clase con su código, esta solo mutará por tanto implementa IMutable, donde el algoritmo intentará adivinar unos preciosos versos de Mario Benedetti “Corazón coraza” con 334 caracteres.
El algoritmo creará una cadena aleatoria inicialmente e irá mutando hasta llegar al objetivo deseado.

class GuessString (override val target: Double, override val geneset: String) : IMutable{
    val guess = "Porque te tengo y no porque te pienso\n" +
            "porque la noche está de ojos abiertos\n" +
            "porque la noche pasa y digo amor\n" +
            "porque has venido a recoger tu imagen\n" +
            "y eres mejor que todas tus imágenes\n" +
            "porque eres linda desde el pie hasta el alma\n" +
            "porque eres buena desde el alma a mí\n" +
            "porque te escondes dulce en el orgullo\n" +
            "pequeña y dulce\n" +
            "corazón coraza"
    override var bestParent: String = createParent(guess.length)
    override var bestFitness: Double = getFitness(bestParent)
    private var attempts = 0

    init {
        start()
    }

    override fun start()
    {
        var childFitness: Double
        var child: String

        do {
            do {
                child = mutate(bestParent)
                childFitness = getFitness(child)
            } while (bestFitness >= childFitness)

            bestFitness = childFitness
            bestParent = child
            attempts ++
        } while (!isSuccess())
        println("Intentos: $attempts")
    }

    override fun isSuccess(): Boolean {
        val value = (bestFitness.toString().toDouble() / guess.length)
        return value >= target
    }

    override fun createParent(param: Any) : String {
        val genes = StringBuilder()
        val length = geneset.length
        (0 until param.toString().toInt()).forEach {
            genes.append(geneset[Random.nextInt(length)])
        }

        return genes.toString()
    }

    override fun getFitness(obj: String): Double = guess.mapIndexed { i, c -> if (c==obj[i]) 1.0 else 0.0}.sum()

    override fun mutate(parent: String): String {
        var index = 0
        val parentFitness: Double = getFitness(parent)
        var childFitness = 0.0

        var newGene: Char
        var alternate: Char
        var definitive: Char
        var indexGeneset: Int
        var child: String

        var length =  geneset.length

        do {
            index = Random.nextInt(parent.length)
            indexGeneset = Random.nextInt( length)

            newGene = geneset[indexGeneset]

            indexGeneset = Random.nextInt( length)
            alternate = geneset[indexGeneset]
            //definitivo
            definitive = if (newGene == parent[index]) alternate else newGene

            child = parent.replaceRange(index,index+1, definitive.toString())

            childFitness = getFitness(child)

        } while (parentFitness >= childFitness)

        return child
    }
}

fun main() {
val guess =GuessString(
        1.0,
        " áéíóúabcdefghijklmnñopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ,\n")
println(guess.bestParent)
}

Y el resultado

Intentos: 328
Porque te tengo y no porque te pienso
porque la noche está de ojos abiertos
porque la noche pasa y digo amor
porque has venido a recoger tu imagen
y eres mejor que todas tus imágenes
porque eres linda desde el pie hasta el alma
porque eres buena desde el alma a mí
porque te escondes dulce en el orgullo
pequeña y dulce
corazón coraza

Pues aquí tenéis mi interface para algoritmos genéticos.
En el próximo post, veremos un algoritmo genético que posicionará las piezas de ajedrez en su sitio.
Pd: En realidad, la clase de adivinar no es gran cosa, porque se podría haber conseguido por iteración, pero entonces no habriáis aprendido el algortimo genético. Entonces, espero que os haya servido. 😉
Podía haber elegido a Antonio Machado a Calderón de la Barca o a cualquier otro poeta o poema, pero, este me parece especialmente bello. Leedlo completo, es corto, tres estrofas.
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Interfaces

Interfaces

Cuando se empieza a programar, el uso de interfaces es un poco abstracto ya que no se le ve utilidad, pero las interfaces son de los más útiles. ¿Qué es una interface? es un contrato por el que una clase se ve obligada a cumplir en todos sus términos. Es decir, la interface contiene métodos y propiedades y cuando una clase implementa esta interface, la clase debe tener absolutamente todos los métodos y todas las propiedades que la interface le ha dicho.

Un objeto en la mayoría de los lenguajes, solo puede heredar de una clase, pero si puede implementar varias interfaces.

Un ejemplo. Quiero crear una colección de figuras de ajedrez; si quisiera ordenar la colección por valor y color en el que las negras valiesen más, al usar el método sort(), orderby() o el que sea, el objeto como mínimo deberá contener algún método que use ese método para ordenar sus elementos, compararlos y decidir cual va primero y cual después, ¿no?, pues yo lo que haría sería por ejemplo en Kotlin, es que la clase FiguraAjedrez implemente la interface Comparable (lo normal es que las interfaces, dependen del lenguaje comiencen por I, pero todas acaben con -able) que a su vez contiene un método compareTo.

Pues si la FiguraAjedrez tiene ese método, la colección cuando use el método sort encontrará el método compareTo donde nosotros escribiremos nuestro código, comparamos por el valor de la figura y le añadimos un extra por el color.

También, cuando pasamos como argumento una interface, nos estamos asegurando que el objeto que se pasa cumple con las expectativas. En C# si pasamos como argumento en un método un objeto del tipo IEnumerable, no estamos asegurando que el objeto que se pasa, tiene como mínimo un enumerador y que pude moverse por los elementos de la colección. O si le pasamos como argumento la interface IList, nos estamos asegurando que esta interface está heredando de ICollection, IEnumerable<T> e IEnumerable, de modo que puede moverse por sus elementos, puede borrar la colección, añadir, eliminar objetos, saber si tiene un objeto en la colección y hacer copias, todo esto. En Kotlin pasa algo parecido con la interface MutableList que hereda de las interfaces List y MutableCollection para hacer estas mismas acciones y algunas más.

        private static void Foo(IList collection)
        {
            // Do something
        }
         fun  foo(collection: MutableList){
            // Do something
         }

A continuación vamos ver un ejemplo de interface y de una clase que la implemente

interface IChessPiece: Comparable{
    fun doSomething()
    fun move()
    val isBlack: Boolean
    val value: Int
    val piece: String
}
class ChessPiece(override val piece: String, override val isBlack: Boolean, override val value: Int) : IChessPiece {
    override fun doSomething() {
        TODO("Not yet implemented")
    }

    override fun move() {
        TODO("Not yet implemented")
    }

    override fun compareTo(other: ChessPiece): Int {
        // Aqui incluimos el código de comparación
    }

}

fun foo(chessPiece: IChessPiece){

}

En el ejemplo, vemos que la interface IChessPiece implementa IComparable, así que podremos comparar objetos con otros del mismo tipo y luego le añadimos algunas propiedades y métodos, así que la clase ChessPiece obligatoriamente, debe tener cada uno de los métodos y propiedades establecidos en la interface.
En el método foo pasamos como argumento un objeto que implemente la interface, ASEGURANDO que va a hacer y va a tener lo que queremos que haga y que tenga. si mañana cambiamos el código de la clase o creamos una nueva con más funciones, lo que nos importa para que se entienda con el resto del código es que cumpla como mínimo con lo esperado.Usa las interfaces, sobre todo en los modelos y viewmodel, más tarde te alegraras enormemente.
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DefaultTableModel extendido

DefaultTableModel extendido

A veces cuando programamos en varios lenguajes, no podemos impedir comparar el modo de hacer entre unos y otros y uno de ellos es el uso de un control JTable y su relleno con DefaultTableModel. Comparado con un DataGrid en WPF al que le pasamos la colección de objetos y si así lo deseamos, las columnas pueden generarse solas, nuestro JTable está un poco lejos ya que hay que crear las columnas y pasarle un array de objetos por fila, pero por ejemplo al seleccionar una fila, como el objeto no está incluido en ella,sino un array, hay que recomponer de nuevo el objeto, en fin, demasiados inconvenientes.

Para solucionar esto, vamos a crear un objeto DefaultTableModel al que le pasaremos como argumentos la lista de objetos, los nombres de las columnas, el valor de la key para localizar objetos y un texto para filtros y con todo esto añadiremos algunas funciones adicionales como filtrar u obtener un objeto.

Para generalizar, he creado una interface ObjectTableable para el objeto en sí, que implementa tres métodos:

  • Object[] toArray(). Obtiene un array del objeto con el fin de añadirlo a cada fila
  • int GetIndex(). Nos informa de la columna que contiene el key del objeto y con el cual podemos luego capturar.
  • Boolean Contains(String text). Comprueba en sus propiedades si contiene un texto
public interface ObjectTableable{
    public Object[] toArray();
    public Object getIndex();
    public Boolean contains(String text);
}

La siguiente interface la implementará nuestra clase extendida DefaultTableModel a la cual le pasamos un objeto genérico que implementa la interface ObjectTableable, con esto nos aseguramos que todos los objetos de nuestra clase extendida funciona por igual. Esta interface se llama Tableable y contiene los siguientes métodos:

  • int getKeyIndex(). Devuelve el número de columna que contiene el key del objeto en la lista
  • void setKeyIndex(int index). Asigna el valor de la columna key
  • T getRowObject(). Devuelve un objeto que implementa la interfaz ObjectTableable
  • ArrayList getColumns(). Obtiene una lista de las columnas
  • void setColumns(String [] columns). Asigna el valor de las columnas
  • void clearColumns(). Borra las columnas. Esto solo se puede hacer desde el objeto jTable.ColumnTableModel.
  • void filter(String text). Filtra el contenido de la colección mediante un texto.
public interface Tableable{
    int getKeyIndex();
    void setKeyIndex(int index);
    ArrayList getColumns();
    void setColumns(String [] columns);
    void clearColumns();
    T getRowObject(int _row);
    void filter(String text);
}

Un ejemplo de un un objeto que implementa la interfaz ObjectTableable sería este:

public class Cliente implements ObjectTableable {
// campos y métodos
//...
@Override
    public Object[] toArray() {
        return new Object[]{
            getCustomerNumber(),
            getCustomerName(),
            getContactFirstName(),
            getContactLastName(),
            getPhone(),
            getAddressLine1(),
            getAddressLine2(),
            getCity(),
            getState(),
            getPostalCode(),
            getCountry(),
            getSalesRepEmployeeNumber(),
            getCreditLimit()
        };
    }

    @Override
    public Object getIndex() {
        return 0;
    }

    @Override
    public Boolean contains(String text) {
        String lowerText=text.toLowerCase();
        return this.getCustomerName().toLowerCase().contains(lowerText) ||
                String.valueOf(getCustomerNumber()).contains(lowerText) ||
                this.getContactFirstName().toLowerCase().contains(lowerText) ||
                this.getContactLastName().toLowerCase().contains(lowerText);
    }
}

El método toArray(), devuelve un array de los objetos que pretendemos visualizar y contains le indicamos si en alguno de sus campos contiene el elemento que buscamos.

Y ahora la extensión de TableDefaultModel, la cual debe tratar objetos genéricos para que nos sirva para cualquier objeto que implemente nuestra initerfaz.

public class ExtendedTableModel<T extends ObjectTableable> extends DefaultTableModel implements Tableable{
     
    ArrayList<T> objectList;
    ArrayList<String> columns;
    int keyIndex=0;
    
    public ExtendedTableModel(ArrayList<T> _list, String[] _columns){ 
        this(_list,_columns,0, "");  
    }
    
    public ExtendedTableModel(ArrayList<T> _list, String[] _columns, int _key){ 
        this(_list,_columns,_key,"");         
    }
    
        public ExtendedTableModel(ArrayList<T> _list, String[] _columns, int _key, String text){ 
        objectList=new ArrayList<>();
        columns=new ArrayList<>();
        keyIndex=_key;
                
        objectList.addAll(_list);
        setColumns(_columns);
        if (!text.isEmpty()) {
            filter(text);
        }
        setModel();           
    }
        
    void setModel(){ 
        setColumns();
        objectList.stream().forEach((object) -> {
            this.addRow(object.toArray());
        });
    }
    
    void setColumns(){
        getColumns().stream().forEach((column) -> {
            this.addColumn(column);
        });
    }
    
    @Override
    public T getRowObject(int row){     
        Object keyRow=getValueAt(row, keyIndex);
        for (T object : objectList) {
            Object a= object.getIndex();
            if (object.getIndex().equals(keyRow)) {
                return object;
            }
        }
        return null;
    }

    @Override
    public int getKeyIndex() {
        return keyIndex;
    }

    @Override
    public void setKeyIndex(int index) {
        keyIndex=index;
    }

    @Override
    public ArrayList<String> getColumns() {
        return columns;
    }

    @Override
    public void setColumns(String[] _columns) {
        columns.addAll(Arrays.asList(_columns));
    }

    @Override
    public void clearColumns() {
        setColumns(new String[0]);
    }    
    
    @Override
    public void filter(String text){
        Object[] temp=objectList.stream().filter(k->k.contains(text)).toArray();
        objectList.clear();
        for (Object object : temp) {
            objectList.add((T)object);
        } 
    }       

al instanciar el objeto, ya se crea el modelo con las columnas y filas idenpendientemente del tipo de objeto siempre implemente nuestra interfaz, pero si hacemos dobleclick sobre el jTable, podemos llamar al método getRowObject que devolverá el objeto completo o si le passamos como parámetro un texto, iniciará un filtrado sobre los objetos mostrando solo los que cumplan el criterio.Con esto, simulamos un itemsource a un control jTable de Java, primero obtenemos los datos, segundo las columnas, el texto de filtrado y la columna del indice.

ArrayList empleados=negocio.getEmpleados();
String [] _columnsE=new String[] { "Cargo", "Código empleado", "Nombre", "Apellidos","Extensión", "Email", "Oficina"};
                etm=new ExtendedTableModel(empleados,_columnsE,1, jTextField1.getText());

Y el resultado.

Video13.gif