best for now RMSE: 30.937

lab4/gp/mutations.py

@@ -37,3 +37,62 @@ def grow_mutation(chromosome: Chromosome, max_depth: int) -> Chromosome:
         chromosome.root = subtree
 
     return chromosome
+
+
+def node_replacement_mutation(chromosome: Chromosome) -> Chromosome:
+    """Мутация замены операции (Node Replacement Mutation).
+
+    Выбирает случайный узел с операцией (arity > 0) и заменяет его
+    на случайную другую операцию той же арности, сохраняя поддеревья.
+
+    Если подходящей альтернативы нет — возвращает копию без изменений.
+    """
+    chromosome = chromosome.copy()
+
+    operation_nodes = [n for n in chromosome.root.list_nodes() if n.value.arity > 0]
+    if not operation_nodes:
+        return chromosome
+
+    target_node = random.choice(operation_nodes)
+    current_arity = target_node.value.arity
+
+    same_arity_ops = [
+        op
+        for op in chromosome.operations
+        if op.arity == current_arity and op != target_node.value
+    ]
+    if not same_arity_ops:
+        return chromosome
+
+    new_operation = random.choice(same_arity_ops)
+
+    target_node.value = new_operation
+
+    return chromosome
+
+
+def hoist_mutation(chromosome: Chromosome) -> Chromosome:
+    """Hoist-мутация (анти-bloat).
+
+    Выбирает случайное поддерево, затем внутри него — случайное поддерево меньшей глубины,
+    и заменяет исходное поддерево на это внутреннее.
+
+    В результате дерево становится короче, сохраняя часть структуры.
+    """
+    chromosome = chromosome.copy()
+
+    operation_nodes = [n for n in chromosome.root.list_nodes() if n.value.arity > 0]
+    if not operation_nodes:
+        return chromosome
+
+    outer_subtree = random.choice(operation_nodes)
+    outer_nodes = outer_subtree.list_nodes()[1:]  # исключаем корень
+
+    inner_subtree = random.choice(outer_nodes).copy_subtree()
+
+    if outer_subtree.parent:
+        outer_subtree.parent.replace_child(outer_subtree, inner_subtree)
+    else:
+        chromosome.root = inner_subtree
+
+    return chromosome