Pythonのサンプルコードで理解できない箇所があるので教えてください。

Question

前提

オライリージャパン『集合知プログラミング』11章「遺伝的プログラミング(ツリー構造のプログラミング)」のサンプルコードで理解できない箇所があるので、ご助言いただきたいです

該当のソースコード

from random import random, randint, choice
from copy import deepcopy
from math import log

class fwrapper:
    def __init__(self, function, childcount, name):
        self.function = function
        self.childcount = childcount
        self.name = name

# ノードのクラス
class node:
    def __init__(self, fw, children):
        self.function = fw.function
        self.name = fw.name
        self.children = children

    def evaluate(self, inp):
        results = [n.evaluate(inp) for n in self.children]
        return self.function(results)

# 変数ノードのクラス
class paramnode:
    def __init__(self, idx):
        self.idx = idx

    def evaluate(self, inp):
        return inp[self.idx]

# 定数ノードのクラス
class constnode:
    def __init__(self, v):
        self.v = v

    def evaluate(self, inp):
        return self.v

addw = fwrapper(lambda l: l[0] + l[1], 2, 'add')
subw = fwrapper(lambda l: l[0] - l[1], 2, 'subtract')
mulw = fwrapper(lambda l: l[0] * l[1], 2, 'multiply')

def iffunc(l):
    if l[0] > 0:
        return l[1]
    else:
        return l[2]

ifw = fwrapper(iffunc, 3, 'if')

def isgreater(l):
    if l[0] > l[1]:
        return 1
    else:
        return 0

gtw = fwrapper(isgreater, 2, 'isgreater')
flist = [addw, mulw, ifw, gtw, subw]

def exampletree():
    return node(ifw, [
        node(gtw, [paramnode(0), constnode(3)]),
        node(addw, [paramnode(1), constnode(5)]),
        node(subw, [paramnode(1), constnode(2)])
        ])

exampletree=exampletree()
exampletree.evaluate([2, 3])
exampletree.evaluate([5, 3])

わからない箇所①

5行目fwrapperクラスは何のために定義しているのでしょうか。addw, subwなどで足し算、引き算などの処理をする際に、これらのノードを作成していると思うのですが、fwrapperを通してインスタンスを作成しているのはなぜですか？

わからない箇所②

66行目、

exampletree=exampletree()

で変数exampletreeに関数exampletreeの実行結果が格納されていると思います。この関数exampletreeの返り値が複雑で理解ができていません。
nodeクラスからifwのインスタンスを生成し、その子ノード(exampletree.children)にgtw,, addw, subwのノードをもつリストを作成すると思います。そしてこれらの子ノードはさらにインスタンス変数であるchildrenにparamnode, constnode関数の実行結果が格納されていると思います。
その後、67行目、

exampletree.evaluate([2, 3])

を実行し、これによって19行目、

results = [n.evaluate(inp) for n in self.children]

に飛ぶと思いますが、この行が何をしているのかが、どう動くのかがいまいち理解できていません。
質問の意味が分からなければ補足いたします。
どなたかご教授よろしくお願いいたします。

Answer 1

①
単にデータをまとめたいだけでしょう。
質問文のコードではmulw以外の各fwrapperインスタンスが2回ずつ参照されています。それぞれの参照でラムダ式・数値・名前の組を書くよりはこのコードのようにインスタンスに入れて使いまわしたほうがスマートです。

②
ifw(gtw($0, 3), addw($1, 5), subw($1, 2)) のような計算式をツリー表現したものですね。このツリーのノードの evaluate() を呼ぶと、子供ノードのevaluate()を呼んで計算結果を返すようになってます。

Comments

[AI_engineer]

int32_t様

ご回答ありがとうございます。
②の方に関しては理解することができました。しかし、①の方は私の理解力がないため、わかりそうでわからないという状態です。

fwrapperクラスを作成することでどのようなメリットがあるのか、また作成しない場合どのようなデメリットがあるのかを具体的に教えていただいてもよろしいでしょうか。

よろしくお願いいたします。

[int32_t]

データをまとめているだけなので、「関連するデータを1つのものとして扱える」という程度の利点しかないです。

flist = [addw, mulw, ifw, gtw, subw]

という行がありますが、もしこれが fwrapper を使わずに

flist = [lambda l: l[0] + l[1], 2, 'add',
lambda l: l[0] * l[1], 2, 'multiply',
iffunc, 3, 'if',
....]

と書いてあったら、コードは煩雑で理解しにくいし、利用するコードを書きにくいと思います。
fwrapperがなくても同じ動きをするコードを書くことはできますが、あった方がコードの保守性は高いでしょう。

[AI_engineer]

理解することができました。ありがとうございます。