アルゴリズム

[Python] M系列法で乱数を生成する方法

M系列法(最大長系列法)は、線形帰還シフトレジスタ(LFSR)を用いて擬似乱数を生成する方法です。 PythonでM系列法を実装するには、LFSRをシミュレートする必要があります。 具体的には、初期状態(シード)とフィードバック多項式を設定

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[Python] LZ圧縮(LZ77/LZ78/LZD)アルゴリズムを実装する方法

LZ圧縮アルゴリズムは、データの繰り返しパターンを利用して圧縮を行います。 LZ77はスライディングウィンドウを使用し、過去のデータから一致する部分を参照します。 LZ78は辞書ベースで、データの新しいパターンを辞書に追加し、辞書のインデッ

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[Python] n王妃(エイトクイーン)の問題のすべての解を求める方法

n王妃問題は、n×nのチェス盤にn個のクイーンを互いに攻撃し合わないように配置する問題です。 Pythonでこの問題を解くには、バックトラッキングを用いるのが一般的です。 バックトラッキングでは、1行ずつクイーンを配置し、配置が有効かどうか

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[Python] ハフマン符号化圧縮アルゴリズムを実装する方法

ハフマン符号化は、データ圧縮のための可変長符号を生成するアルゴリズムです。 頻度の高い文字に短いビット列、頻度の低い文字に長いビット列を割り当てることで、全体のデータサイズを削減します。 Pythonで実装するには、まず文字の出現頻度をカウ

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[Python] マッカーシーの91関数の計算を実装する方法

マッカーシーの91関数は、再帰的な関数で、特定の条件に基づいて値を返します。 関数は次のように定義されます: \( n > 100 \) の場合、 \( M(n) = n – 10 \) \( n \leq 100 \)

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[Python] ホーナー法で多項式の計算を高速化する方法

ホーナー法は、多項式の計算を効率化するためのアルゴリズムです。 通常の多項式の計算では、各項を個別に計算して足し合わせますが、ホーナー法では多項式を次のように変形します: \[P(x) = a_n x^n + a_{n-1} x^{n-1}

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[Python] エラストテレスのふるいアルゴリズムを実装する方法

エラトステネスのふるいは、指定した範囲内の素数を効率的に見つけるアルゴリズムです。 Pythonで実装するには、まず2から指定した最大値までのリストを作成し、2から順にその倍数をリストから削除していきます。 具体的には、リストの各要素を順に

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アルゴリズム

[Python] ISBN番号の計算・書籍情報を取得する方法

ISBN番号の計算は、ISBN-10とISBN-13の2種類があります。 ISBN-10は9桁の数字にチェックディジットを加えた10桁の番号で、チェックディジットは以下の式で計算されます: \[\text{チェックディジット} = (10

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アルゴリズム

[Python] ハミング距離を計算する方法

ハミング距離は、2つの同じ長さのビット列や文字列の異なる位置の数を表します。 Pythonでハミング距離を計算するには、2つの文字列を比較し、異なる位置の数をカウントします。 ビット列の場合、XOR演算を使用して異なるビットを特定し、その結

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アルゴリズム

[Python] フーリエ変換(FFT)を行う方法

Pythonでフーリエ変換を行うには、NumPyライブラリのnumpy.fftモジュールを使用します。 特に、高速フーリエ変換(FFT)を行うにはnumpy.fft.fft関数を使います。 入力データは通常、時間領域の信号であり、fft関数

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アルゴリズム

[Python] 簡単なB木から実装方法をわかりやすく解説

B木は、データを効率的に管理するための自己平衡二分探索木の一種で、特にデータベースやファイルシステムで使用されます。 PythonでB木を実装する際、まず「ノード」クラスを作成し、各ノードが複数のキーと子ノードを持つようにします。 B木は、

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[Python] 連長圧縮(ランレングス圧縮)を実装する方法

連長圧縮(ランレングス圧縮)は、連続する同じデータを1つのデータとその繰り返し回数で表現する手法です。 Pythonで実装するには、文字列やリストを走査し、連続する要素をカウントして結果を保存します。 具体的には、入力データを1文字ずつ確認

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[Python] 誤り検出符号の生成・チェックを行う方法

誤り検出符号は、データ通信やストレージでデータの整合性を確認するために使用されます。 Pythonでは、CRC(巡回冗長検査)やハミング符号などのアルゴリズムを用いて誤り検出符号を生成・チェックできます。 標準ライブラリのbinasciiモ

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アルゴリズム

【C言語】ドラゴン・カーブの実装:再帰で描くフラクタル曲線の生成方法

この記事ではC言語を使い、再帰処理を用いたドラゴン・カーブの生成方法を紹介します。 再帰関数を中心に、フラクタル曲線がどのように構築されるかを具体的なコード例を通して説明します。 実装の流れやポイントを分かりやすくまとめ、プログラミング初心

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アルゴリズム

【C言語】トポロジカル・ソートの実装:有向グラフの依存関係を整理するアルゴリズム

この記事では、C言語を使ってトポロジカル・ソートを実装する手法を解説します。 有向グラフ内の依存関係を整理し、各頂点を適切な順序で処理するアルゴリズムの流れを具体的なコード例とともに説明します。 シンプルな実装方法を通して、理解しやすい解説

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アルゴリズム

【C言語】ハノイの塔の解法:再帰アルゴリズムの実装とステップ解説

この記事は、C言語でハノイの塔問題を再帰アルゴリズムを使って解決する方法を簡潔に解説します。 具体的なコード例を交えながら、再帰処理による動作の流れや各ステップの操作をわかりやすく説明します。 既に開発環境が整っている方向けに、実践的な実装

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【C言語】はさみうち法の実装:数値解析で方程式の解を求める方法

この記事では、C言語を使ってはさみうち法の実装方法を具体的に解説します。 サンプルコードを交えながら、方程式の解を見つけるプロセスをシンプルな手順で説明します。 実際の開発環境に合わせたコード例で、実用的なアプローチを紹介します。 はさみう

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【C言語】ナップザック問題の解法:動的計画法で最適解を導く実装手順

この記事はC言語でナップザック問題を解くため、動的計画法を利用した実装手順を紹介します。 具体的なコード例を通して、\(\texttt{dp[i][w]}\)の計算方法など、主要なアルゴリズムの流れを分かりやすく解説します。 実際の開発環境

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C言語で実装するフラクタル画像圧縮アルゴリズム:自己相似性の活用方法を解説

本記事ではC言語を用いたフラクタル画像圧縮の手法について解説します。 画像内に存在する自己相似性を活用し、細部の情報を保ちながら効率的な圧縮を実現するアルゴリズムの流れや計算手法を具体的に紹介します。 フラクタル画像圧縮アルゴリズムの基本原

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