Python - 数学 - ベクトル - ドット積 - 類似性の測定 - 部分リスト

行列プログラマー
原著

開発環境

• macOS Sierra - Apple (OS)
• Emacs (Text Editor)
• Python 3.6 (プログラミング言語)

行列プログラマー(Philip N. Klein (著)、 松田 晃一 (翻訳)、 弓林 司 (翻訳)、 脇本 佑紀 (翻訳)、 中田 洋 (翻訳)、 齋藤 大吾 (翻訳)、オライリージャパン)の1章(ベクトル)、2.9(ドット積)、類似性の測定、クイズ 2.9.15を取り組んでみる。

クイズ 2.9.15

コード(Emacs)

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

import unittest


class Vector:

    def __init__(self, labels, function):
        self.D = labels
        self.f = function


def zero_vector(D):
    labels = D
    function = {k: 0 for k in labels}
    return Vector(labels, function)


def get_item(v, d):
    return v.f.get(d, 0)


def scalar_mul(v, alpha):
    return Vector(v.D, {d: x * alpha for d, x in v.f.items()})


def add(u, v):
    D = u.D | v.D
    return Vector(D, {d: get_item(u, d) + get_item(v, d) for d in D
                      if (get_item(u, d) + get_item(v, d)) != 0})


def neg(v):
    return Vector(v.D, {d: -1 * get_item(v, d) for d in v.D})


def dot(u, v):
    return sum([get_item(u, d) * get_item(v, d) for d in u.D | v.D])


def list_dot(u, v):
    return sum([x * v[i] for i, x in enumerate(u)])


def dot_product_list(needle, haystack):
    l = len(needle)
    return [list_dot(needle, haystack[i:i + l])
            for i in range(len(haystack) - len(needle) + 1)]


class Test(unittest.TestCase):

    def setUp(self):
        pass

    def tearDown(self):
        pass

    def test_dot_product_list0(self):
        needle = []
        haystack = [1]
        result = dot_product_list(needle, haystack)
        self.assertEqual(result, [0, 0])

    def test_dot_product_list1(self):
        needle = [2]
        haystack = [3, 4, 5]
        result = dot_product_list(needle, haystack)
        self.assertEqual(result, [6, 8, 10])

    def test_dot_product_list2(self):
        needle = [2, 3]
        haystack = [4, 5, 6]
        result = dot_product_list(needle, haystack)
        self.assertEqual(result, [23, 28])

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

入出力結果(Terminal, IPython)

$ ./sample9_15.py -v
test_dot_product_list0 (__main__.Test) ... ok
test_dot_product_list1 (__main__.Test) ... ok
test_dot_product_list2 (__main__.Test) ... ok

----------------------------------------------------------------------
Ran 3 tests in 0.000s

OK
$