遺伝的アルゴリズムは、進化と同じやり方で候補解の集団を改良します。適応度の高い親を選び、組み合わせ、ランダムな突然変異を加えます。ここでは候補はビット列で、適応度は 1 の個数です (OneMax 問題)。
テストできるように、ランダムな選択はすべて与えられます。N 本の文字列 (N は偶数) から、ペアごとに N 個の子を作ります。ペア k = 0, 1, …, N/2 - 1 について:
- 選択: parent1 はトーナメント
tournaments[2k]の勝者、parent2 はtournaments[2k + 1]の勝者です。トーナメント[i, j]はpopulation[i]とpopulation[j]のうち 1 の多い方が勝ち、同数ならpopulation[i]が勝ちます。 - 交叉 (c =
crossover_points[k]): 子 2k = parent1[0:c] + parent2[c:]、子 2k + 1 = parent2[0:c] + parent1[c:]。
その後、各突然変異 [child, position] を順に適用し、その子のそのビットを反転します。
ga_generation(population, tournaments, crossover_points, mutations) を実装してください。
入力
population: 長さ L の N 本のビット列。
tournaments: 集団のインデックスの N 個のペア。
crossover_points: N/2 個の切断点。それぞれ 1 以上 L - 1 以下。
mutations: [child, position] のペア (空の場合もあります)。
出力
N 個の子を順に返します。
制約
2 ≤ N ≤ 200 (N は偶数)、2 ≤ L ≤ 64
0 ≤ 突然変異の数 ≤ 1,000
例
入力：
population = ["0000", "1111", "1100", "0011"]
tournaments = [
[0, 1],
[2, 3],
[1, 2],
[0, 3]
]
crossover_points = [2, 1]
mutations = [
[0, 0]
]
期待される出力：
["0100", "1111", "1011", "0111"]解説
ペア 0: "1111" が "0000" に勝ち、"1100" と "0011" は同数なので前者が勝ちます。2 ビット目の後で切ると "1100" と "1111"。ペア 1: 親は "1111" と "0011"、1 ビット目の後で切ると "1011" と "0111"。最後に子 0 のビット 0 を反転して "0100"。
入力：
population = ["10", "01"]
tournaments = [
[0, 1],
[1, 0]
]
crossover_points = [1]
mutations = []
期待される出力：
["11", "00"]解説
両方とも 1 が 1 つなので、各トーナメントは最初のインデックスが勝ちます: parent1 = "10"、parent2 = "01"。1 ビット目の後で切ると "11" と "00"。
参考資料
-
例 1 未実行入力：
population = ["0000", "1111", "1100", "0011"] tournaments = [ [0, 1], [2, 3], [1, 2], [0, 3] ] crossover_points = [2, 1] mutations = [ [0, 0] ]期待される出力：["0100", "1111", "1011", "0111"]あなたの出力 -
例 2 未実行入力：
population = ["10", "01"] tournaments = [ [0, 1], [1, 0] ] crossover_points = [1] mutations = []期待される出力：["11", "00"]あなたの出力
提出時に非公開テスト4件も実行されます。 失敗したテストがあれば、そのテストが表示されます。チャレンジを解くとすべて見られます。
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- コードを実行し、求められた場合はターミナルに入力して、保存された実行履歴を確認します。
- 複数のコードスニペットが必要な作業では、ライブラリ、ワークスペースツール、共有、チャットを利用します。
💡 上で試せる Go の基本とサンプル
1. 変数と定数の宣言
変数は var または := で宣言します。定数は const を使います。
package main
var x int = 10
const Pi = 3.14
func main() {
name := "Alice"
isActive := true
println(x, Pi, name, isActive)
}2. 条件分岐（if / switch）
Go はクリーンな構文の if-else と switch をサポートします。
x := 2
if x == 1 {
println("一")
} else if x == 2 {
println("二")
} else {
println("その他")
}
switch x {
case 1:
println("一")
case 2:
println("二")
default:
println("その他")
}3. ループ
Go には for だけがありますが、while のようにも使えます。
for i := 0; i < 3; i++ {
println(i)
}
n := 3
for n > 0 {
println(n)
n--
}4. 配列
配列は固定長です。可変長のリストにはスライスを使います。
var nums = [3]int{10, 20, 30}
println(nums[1])5. スライス操作
スライスと組み込みの append、len、copy、およびスライス構文を使います。
fruits := []string{"apple", "banana"}
fruits = append(fruits, "cherry")
fruits = fruits[1:] // スライス
println(len(fruits))
for _, fruit := range fruits {
println(fruit)
}6. コンソール入出力
fmt.Print、fmt.Scan、fmt.Println を使います。
import "fmt"
var name string
fmt.Print("名前を入力してください: ")
fmt.Scan(&name)
fmt.Println("こんにちは", name)7. 関数
関数は func で宣言し、複数の戻り値を返せます。
func greet(name string) string {
return "こんにちは、" + name
}
message := greet("Alice")
println(message)8. マップ
マップはキーと値のストアです。make() で作成します。
ages := map[string]int{"Alice": 30}
ages["Bob"] = 25
println(ages["Alice"])9. エラー処理
Go では例外の代わりに、エラーを複数戻り値で扱います。
import "errors"
func fail() error {
return errors.New("問題が発生しました")
}
err := fail()
if err != nil {
println(err.Error())
}10. ファイル I/O
ファイルの読み書きには os と io/ioutil パッケージを使います。
import (
"fmt"
"os"
"io/ioutil"
)
ioutil.WriteFile("file.txt", []byte("こんにちは、ファイル"), 0644)
data, _ := ioutil.ReadFile("file.txt")
fmt.Println(string(data))11. 文字列操作
文字列操作には strings パッケージを使います。
import "strings"
text := " Hello World "
println(strings.TrimSpace(text))
println(strings.ToUpper(text))
println(strings.ReplaceAll(text, "Hello", "Hi"))
words := strings.Split(text, " ")
fmt.Println(words)12. 構造体とオブジェクト
メソッド付きのカスタム型は struct で定義します。
type Person struct {
Name string
}
func (p Person) Greet() string {
return "こんにちは、私は " + p.Name
}
p := Person{Name: "Alice"}
println(p.Greet())13. 参照（ポインタ）
Go は * と & を使ったポインタをサポートします。
x := 10
ptr := &x
*ptr = 20
println(x) // 20