アルゴリズム

[Python] 分割数アルゴリズムを実装する方法

分割数アルゴリズムは、整数を他の整数の和として表す方法の数を求めるアルゴリズムです。 Pythonで実装するには、動的計画法を用いるのが一般的です。 まず、分割数を格納するリストを用意し、初期条件として1を設定します。 次に、与えられた整数

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[Python] 符号検定アルゴリズムを実装する方法

符号検定は、対応のある2つのデータセットの中央値に差があるかどうかを検定するノンパラメトリック手法です。 Pythonで符号検定を実装するには、まず2つの対応データの差を計算し、その差の符号(正・負)をカウントします。 次に、正の符号と負の

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[Python] 不完全ベータ関数を実装する方法

Pythonで不完全ベータ関数を実装するには、scipyライブラリのscipy.special.betainc関数を使用するのが一般的です。 この関数は正則化不完全ベータ関数を計算します。 正則化されていない不完全ベータ関数を求める場合は、

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[Python] 不完全ガンマ関数を実装する方法

Pythonで不完全ガンマ関数を実装するには、scipyライブラリのscipy.special.gammainc(正規化不完全ガンマ関数)やscipy.special.gammaincc(補完不完全ガンマ関数)を使用するのが一般的です。 こ

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[Python] 木構造を実装する方法

Pythonで木構造を実装するには、ノードを表すクラスを作成し、各ノードが子ノードへの参照を持つようにします。 基本的な木構造では、ノードクラスに「値」と「子ノードのリスト」を持たせます。 例えば、Nodeクラスを定義し、__init__メ

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[Python] 基本的な迷路生成アルゴリズムまとめ(DFS/BFS/ブリム法/クラスカル法/ランダムウォーク法)

迷路生成アルゴリズムにはいくつかの代表的な手法があります。 DFS(深さ優先探索)は、ランダムに進みながら行き止まりに達したらバックトラックする方法です。 BFS(幅優先探索)は、全ての方向に均等に探索を進めるため、最短経路を見つけやすいで

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[Python] 補間探索で二分探索の効率を改善する

補間探索は、二分探索の改良版で、データが均等に分布している場合に効率を改善します。 二分探索では常に中央の要素を選びますが、補間探索では探索範囲内の値の分布に基づいて探索位置を動的に決定します。 具体的には、線形補間を用いて次の探索位置を計

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[Python] 分布数えソートアルゴリズムを実装する方法

分布数えソート(Counting Sort)は、整数の範囲が限られている場合に効率的なソートアルゴリズムです。 基本的な手順は次の通りです。 まず、入力配列の各要素の出現回数をカウントするための配列(カウント配列)を作成します。 次に、カウ

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[Python] 優先度付き待ち行列を生成する方法

Pythonで優先度付き待ち行列を生成するには、標準ライブラリのheapqモジュールを使用します。 heapqはヒープ(最小ヒープ)を使って効率的に優先度付き待ち行列を実装します。 要素を追加する際はheapq.heappush()、要素を

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[Python] 余弦積分を計算する方法

Pythonで余弦積分を計算するには、SciPyライブラリのquad関数を使用して数値積分を行う方法が一般的です。 SciPyは高度な数値計算をサポートしており、余弦積分のような定積分も簡単に計算できます。 具体的には、quad関数に余弦関

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[Python] 連立1次方程式をNumPy/SymPyで計算する方法

Pythonで連立一次方程式を解くには、NumPyやSymPyを使用できます。 NumPyでは、行列の逆行列を使って解を求めます。 まず、係数行列をnumpy.arrayで定義し、右辺の定数ベクトルも同様に定義します。 次に、numpy.l

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[Python] 連分数展開処理を実装する方法

連分数展開は、数を整数部分と分母が次の連分数に依存する形で表現する方法です。 Pythonで連分数展開を実装するには、まず与えられた数値の整数部分を取得し、次にその小数部分の逆数を取り、これを繰り返します。 math.modf()を使って整

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[Python] 有限体(ガロア体)計算を実装する方法

有限体(ガロア体)計算をPythonで実装するには、まず有限体の基本的な性質を理解する必要があります。 有限体 \( GF(p^n) \) は、素数 \( p \) を法とする整数の集合で、加算や乗算などの演算が定義されています。 Pyth

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[Python] 連分数補間処理を実装する方法

連分数補間は、数値データの補間に連分数を用いる手法です。 Pythonで連分数補間を実装するには、まず連分数の展開と逆展開を行う関数を作成します。 連分数は、数値を整数部分と分母の再帰的な分数部分に分解することで表現されます。 補間の際には

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[Python] 乱塊法アルゴリズムを実装する方法

乱塊法(ランダムブロックデザイン)は、実験計画法の一種で、ブロック内の変動を抑えつつ、処理間の差を評価するために使用されます。 Pythonで乱塊法を実装するには、pandasやstatsmodelsなどのライブラリを活用します。 データを

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[Python] リストから無作為抽出する方法

Pythonでリストから無作為に要素を抽出するには、標準ライブラリのrandomモジュールを使用します。 random.choice()を使うと、リストから1つの要素をランダムに選択できます。 複数の要素を無作為に抽出したい場合は、rand

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[Python] 複素数の計算を行う方法

Pythonでは、複素数を扱うために標準でサポートが提供されています。 複素数は、実部と虚部を持つ数で、a + bjの形式で表されます。 aは実部、bは虚部、jは虚数単位です。 複素数の計算には、通常の算術演算(加算、減算、乗算、除算)がそ

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[Python] 百五減算アルゴリズムを実装する方法

百五減算アルゴリズムは、与えられた数値から105を引く操作を繰り返すアルゴリズムです。 Pythonで実装する場合、基本的な流れは以下の通りです。 まず、入力として整数を受け取り、その値が105以上であれば105を引き続けます。 最終的に1

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[Python] 連検定の計算処理を実装する方法

連検定(連続性検定)は、データの順序や連続性を評価するための統計手法です。 Pythonで連検定を実装するには、まずデータの順序を確認し、連続するデータの変化をカウントします。 次に、期待される変化の数と実際の変化の数を比較し、統計的な有意

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