アメリカの大学在学時からCS、プログラミング、数学、アルゴリズムについて学んだことをブログの記事としてアウトプットしています。CS専攻挫折者として、自分の躓いたポイントをできるだけ分かりやすく解説することを心がけています。
MNISTのデーターセットを使ってニューラルネットワークを実装しよう
この記事は以下の記事の続きになり、実際にPythonのKerasというライブラリーを用いてニューラルネットワーク(深層学習より層が少ない)を実装していきたいと思います。 astrostory.hatenablog.com Kerasとは Kerasは、ディープラーニングモデルを作成するための高レベルのプログラミングインターフェースを提供するPythonライブラリです。複雑なディープラーニングモデルを比較的簡単に構築できます。 層、目的関数、最適化手法などを追加するのが簡単で、どう簡単なのかは実際にコードを見ながら理解して頂ければと思います。 MNISTとは MNIST（Mixed Nation…
スタック(Stack)とキュー(Queue)は自分の知るがぎり簡単な部類のデータ構造ですが、どっちがどっちか間違いやすく意外と厄介です。この記事でっはその違いを簡単に紹介できればと思います。 スタック(Stack)とキュー(Queue)の違い 違いを一言で言うと、スタック(Stack)は筒で、キュー(Queue)は列です。 スタック(Stack)は筒で中に一度入れると取り出すのは筒の上にあるもの、すなわち最後に入れたものになります。 キュー(Queue)は列で最初に並んだ人が最初に呼ばれ(取り出され)ます。 スタック (Stack): スタックは、「最後に入ったものが最初に出る」(Last I…
機械学習、初学者必見！深層学習のアルゴリズムのイメージを書いてみた
機械学習、初学者の方へ 最初から複雑なモデルを作れるだけのプログラミングと数式の理解はハードルが高く難易度ががります。ですが簡単に何かおーっとなるようなAIモデルを作りたい。 そんな人にGoogleのTeachable Machineはおすすめです。 Teachable MachineとはChatGPTに聞くと以下のような回答を頂きました。 Teachable Machineは、Googleが提供するオンラインツールです。このツールは、機械学習を使用してユーザーがカスタムモデルを作成し、それを教えることができるように設計されています。ユーザーは、ビデオ、音声、または画像を使用して、機械学習モデ…
アメリカの大学を卒業して1年弱経ち、新卒でIT企業に入社しエンジニアとしてシステムの開発に約10ヶ月ほど従事しました。 そこで気づいたプロのエンジニアの書くコードと自分の大学時代に書いていたコードの書き方で明確な違いが何点か見つかったのでここで共有できればと思います。前提として複数人で実際にサービスとして提供されるシステムを作る際の実務での気づきになります。 実務未経験のエンジニアの方にはとても役にたつのではないかと思います。 保守性を高める 保守性とはバグや誤りの見つけやすさと仕様変更、機能追加の行いやすさです。 1、変数、定数、関数クラスの名前の付け方 これは実務経験がなくても大学などで教…
JavaScriptの基本文法をpythonと比較してマスターしよう！③
関数 定義の仕方 pythonの場合 def add(a,b): return a+b JavaScriptの場合 const add = function(a,b){ return a+b; }; 呼び出し方は両方とも同じです。 add(1,2) add(1,2) アロー関数 ＊新しいJavaScriptではアロー関数といって以下の書き方もできます const add = (a,b)=>{ 処理; }; アローとは英語で矢印という意味があります。 クラス クラスはReactやVue.jsを学ぶのに必須の知識になります。 pythonのクラスの例 class Person { def __in…
JavaScriptの基本文法をpythonと比較してマスターしよう！②
繰り返し処理 while文 num = 10 while num >0: print(num) num -= 1 while (num >0){ console.log(); num -= 1; } for文 for i in range(num): print(i) for (let num = 10; num<10; num -=1){ console.log(num); } この場合、num -=1をnum --と書くことも可能です。 もしnum+=1の場合はnum ++になります。 配列(リスト) num = [1,2,3] const num =[1,2,3]; 要素の取得は同じ n…
JavaScriptの基本文法をpythonと比較してマスターしよう！①
上がpythonの書き方で、下がJavaScriptの書き方です。 出力 print() console.log(); コメントアウト # // 計算 + - * / %で、pythonとJavaScriprで変更なし 変数 変数の定義の仕方 blog = "アメリカの大学で奮闘中" let blog = ""アメリカの大学で奮闘中"; 変数の更新 blog = "IT企業で奮闘中" blog = "IT企業で奮闘中" JavaScriptでは変数を更新する際はletをつけない 定数 ん！定数って何？ってなりますよね。pythonでは基本的に定数を定義することは できませんでした。ですがJav…
アメリカの大学の2年生の秋学期、長かったCalculasのクラスが終わろうとしている時期に、数学の基礎となる証明法や集合理論、数学的記述方法のクラスが始まりました。 その時の自分は英語力を未熟で、数学は先生の板書かスライドの数式と教科書の公式を見比べることだけで理解をしていた自分には初めての数学の抽象的な説明を英語で受けることに戸惑い理解することを苦戦していました。 そしてまさにその初めて苦労したトピックが写像(Mapping)でした。 この記事では、アメリカで数学の授業を受ける方や数学の知識を英語でも知っておかないといけない人に向けて、写像、単射(injective)、全射(surjecti…
Web開発かアプリ開発かまだ決め切れていないエンジニアはJavaScriptを学びなさい
少し攻めたタイトルになってしまったのですが、今回の記事ではプログラミングを学び始めたor就活でエンジニア就職をする予定だけど何を勉強すればいいか分からない人で、特にWEB開発とアプリ開発で迷っている人をターゲットにしています。 結論から言うと、迷っている人はJavaScriptを勉強すると良いと思います。理由はweb開発にもアプリ開発もJavaScriptで作ることができるからです。 そもそもJavaScriptとは 1995年にネットスケープコミュニケーションズのプログラマーだったブレンダン・アイク氏が開発した言語です。 HTML、CSS(WEBサイトの見た目を作る言語)で書かれた画面に動き…
前回の記事の続きです。 astrostory.hatenablog.com この記事ではマルコフ連鎖をグラフとして見ていきます。なお、今回も例は前回の記事の天気の例を利用します。 簡単に再度説明しますと 晴れ、曇り、雨という3つの状態があり、そのいずれかの状態から別の状態に遷移します。 遷移の確率はそれぞれいかになります。 晴れ→晴れの確率をp1、曇り→晴れの確率をq1、雨→晴れの確率をr1 晴れ→曇りの確率をp2、曇り→曇りの確率をq2、雨→曇りの確率をr2 晴れ→雨の確率をp3、曇り→雨の確率をq3、雨→雨の確率をr3 グラフとして見る マルコフ連鎖をグラフとして見ると以下のようになります…
マルコフ連鎖というグラフ理論を用いた確率の考え方があり、これはプログラムの実装も可能で便利だと思うのでこの記事で詳しく説明できればと思います。 いつものように数学的な厳密性は少し欠けていても分かりやすい記事を目指します。 マルコフ連鎖とは マルコフ連鎖とはt(時間)が離散的なマルコフ過程の一種です。 マルコフ過程とは、次に起こる事象が今と過去の状態に依存することなく、現在の状態のみで決まる確率過程のことをいいます。 現在も状況のみで決まるというポイントが確率の表記を簡単に、コンピューターサイエンスに応用しやすくしているポイントだと思います。 実際にマルコフ連鎖を表現する数式は以下のように記述す…
クイックソート(Quicksort)を解説してみた by Python
クイックソートとはデータの集合をある決まりに従って並び替えるソートアルゴリズムの一種です。クイックソートはクイックと付いているだけあって早く処理できる方法になります。 今回は array = [5,4,6,9,2,7,8,1,3] → array = [1,2,3,4,5,6,7,8,9] arrayの中身をリストを数字の小さい順に並び替えるクイックソートを考えます。 ちなみにもしリスト型のメソッドを使うなら array.sort() で小さい順に並び変わります。 アルゴリズム 簡単にまとめると 基準値を決めてそれより小さいグループと大きいグループに分ける、小さいグループはさらに小さいグループ…
マージソート（Mergesort）をPythonで解説してみた
マージソートとはソート（並び替え）アルゴリズムの一種で、与えられたリストに対して一定のルールのもとで並び替えるアルゴリズムです。 具体的な例で考えていきましょう 具体例 arrに数字の入ったリストを仮定してみます。 arr = [12, 11, 13, 5, 6, 7] これをマージソートを使うことで、 [5, 6, 7, 11, 12, 13] と小さい順に並び替えていきます。 どうやって並び替えるのか（アルゴリズム） [12, 11, 13, 5, 6, 7] ↓ A [12,11,13] [5,6,7] ↓ B, D ------------------- [12,11] [13] ↓ …
＊以前の連結リストの記事の続きです。 astrostory.hatenablog.com 今回は前回の連結リストの続きです。前回は片方向リストと双方向リストの解説を行いました。その時に使った例の連結リストは線形リストでした。 連結リストには線形リストと循環リストがあります。線形リストの方が簡単なので今までの記事は全て連結リストを使っていましたが、今回は循環リストについて書きたいと思います。 循環リストとは 循環リストは簡単にいうと線形リストの線が円になっているリストのことです。具体的には線形リストの最後のノードが先頭に接続している状態のリストです。 循環リスト(片方) 図を見て頂けると分かりま…
片方向リストと双方向リストを大学生が解説してみた by python
以前の記事で連結リストの実装を簡単に紹介しました。 astrostory.hatenablog.com 実を言うと前回は連結リストの中でも一番シンプルで簡単な線形リストの片方向連結リストの解説を行いました。 ですが実際は連結リストはいくつかの種類があり、今回の記事ではそれらを解説したいと思います。 片方向リスト vs 双方向リスト 以前の記事(上に貼っている記事)で紹介した連結リストは片方向リストでした。片方向リストは先頭があってそこから最後のノードに向かって順番に接続している状態です。 それに対して双方向リストは先頭から最後のノードという向きだけでなく、最後から先頭の向きもノードが接続してい…
Gale-shapleyアルゴリズムはマッチングに関するアルゴリズムです。 合コンでの男女のマッチング、研修医と病院のマッチングなどのグループAとグループB、そして全ての参加者がそのマッチング対象のグループの参加者に対して順位がある場合、Gale-shapleyアルゴリズムが役立ちます。 これらのマッチングでは、安定マッチングと呼ばれる一対一になっている状態を目指します。 言葉だけの説明は難しいと思うので、実際の問題を使って解説します。 男女の合コンのマッチングを考えます。 男 A ... 1,2,3 B ... 2,1,3 C ... 2,3,1 女 1 ... B, A, C 2 ... …
今回の記事ではグラフ理論のSpanning Tree(全域木)を扱います。 まずそもそもグラフとは？の人はこちらの記事から入られることをお勧めします。 astrostory.hatenablog.com また今回は分かりやすくするために無向グラフを使います。 全域木 全域木はかなり平たくいうと、全ての頂点が辺で結ばれている状態を満たすグラフのことを言います 全域木は元々のグラフの補グラフ(subgraph)になっています。 ちなみに、Theoremで全ての連結グラフは全域木を持つことが保証されています。 最小全域木 最小全域木は重り付グラフの時に、全域木のトータルの重りの和が最小になるグラフで…
アメリカの大学でコンピューターサイエンスを学ぶ前に知りたかったこと
僕はアメリカの大学でコンピューターサイエンス学部に入り、その後他の学部に転部しました。 転部した理由はシンプルに挫折したことと、学べる内容が自分の思っていたものと違ったからです。 その経験を元に僕がアメリカの大学に入る前に知りたかったことを書きたいと思います。 抽象度の高いアルゴリズムへの耐性はあるかい？ 大学にもよると思いますが、一番最初にプログラミング言語そのものを学習した後、次に学ぶものはアルゴリズムやデータ構造になります。 アルゴリズムとはプログラムを書く際にどういう風な手順で計算をさせるかのことです。 例えば、RPGゲームで10歩先に落ちているみかんを拾うことをアルゴリズムに落とし込…
中学の時に習ったであろう、2つの角が同じなら相似を証明していきます。 事前準備 そもそも相似とは そもそも相似(similarity)の定義は... 大学で使っているテキストブックによると．．． Two triangles are similar if their corresponding angles are equal and if their sides are in proportion. (もし対応する角(全て)が等しくて、辺(全て)の比が等しい時、2つの三角形を相似という。) それを元にして考えると、合同な三角形の場合対応する角は全て等しく、全ての辺も1：1で同じ比率になるため、…
大学で習う確率では関数で表して、微積も使います。 高校での確率の知識を持って大学の授業を受けた時にカルチャーショックのようなものを感じたので、そのような人が少なくなることと、確率をもっと詳しく学んでみたい人の入り口になることを願ってこの記事を書きたいと思います。 サイコロを使った確率 離散の場合 サイコロの確率について考えます。サイコロは1〜6の値をとることができます。その場合のそれぞれの確率をP(1), P(2), ... , P(6)といったように表します。 この0~6を一般的に確率変数といいます。確率変数とは起こりうる場合を割分けている値です。 確率分布とは確率変数に応じてその値をとる確…
コンピューターサイエンスでも扱われるグラフ理論がどんなものなのかと、それの基礎的な知識を解説することが目的です。 少し特殊な数学なのでなれるまで少し時間がかかるかもです。 グラフと聞くとy=f(x)のグラフなどを思い浮かべるかもしれませんが、ここで紹介するグラフは”いくつかの点と、2つの点を繋ぐ線からなるもの”をいいます。 超ざっくりしたいいことをすれば、物同士の繋がり方を表した物で、グラフ理論は物同士がどのように繋がっているかを重要視します。 超基礎知識 グラフに使われている点のことを頂点(Node)といい、2つの点を繋ぐ線のことを辺(edge)と呼びます。 繋がり方に方向があるグラフを有向…
今回は数2の内容です。 高次方程式を解く時に必要なマインドセットは”とりあえず解を一つ見つける"です。 解 α一つでも見つかると因数定理より x-α が因数であることが分かります。そこで元の関数 f(x) をその因数で割ることで、少し簡単な式を得れます。これ以上解が出ないところまで繰り返してαを探してっは分解していきます。 この解αは僕が高校生の頃はあてずっぽで探していました。ですがこの解ある程度までは絞れるので、その方法及び証明の解説です。 こんな関数を考えてみてください f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d この時のaの値とdの値を因数分解してみてください。 例えば、a …
雑談回です。 僕の知っている中で最もロジックを使い、ロジカルシンキングを必要とする学問は数学、哲学、プログラミングだと思っています。 ですが、自分の知る限りこの3つはロジカルシンキングでも異なるマインドセットが学問の中にあるように感じます。 それを今回は紹介できたらなと思ってこの記事を書いています。 ＊あくまで自分は大学の学部で勉強している程度で、 哲学に至ってはクラスを1つ取ったレベルなので、あくまで初学者の感想だと思ってください。 数学 数学(特に証明)で大切にしているマインドセットは、"正しいものから初めて、正しい手続きを行って得たものは正しい"といったものです。 最初の正しいとは大体の…
Hash Tableはデータをハッシュ関数で変換したキーの示すテーブル（表）に埋め込むデーター構造です。 5個のハッシュテーブルの場合 ＿＿＿＿＿＿＿＿ ｜＿＿＿＿＿＿＿＿｜ ← キー0のデータ ｜＿＿＿＿＿＿＿＿｜ ← キー1のデータ ｜＿＿＿＿＿＿＿＿｜ ← キー2のデータ ｜＿＿＿＿＿＿＿＿｜ ← キー3のデータ ｜＿＿＿＿＿＿＿＿｜ ← キー4のデータ ハッシュ関数 ハッシュ関数とキーの決め方について説明します。 このハッシュ関数は自分で決めれますが、自分の好きな方法は管理したい情報の一部を数値化して、それをテーブルの数で割るという方法です。 僕の場合は... 例えば、"Astrost…
僕の記事では一貫してpythonでアルゴリズムを紹介しています。それは僕が得意だからなのもありますが、何より読みやすさ書きやすさが理由です。 いろんなサイトでpythonは読みやすい言語だと紹介されていますが、なぜなのかをJavaと比べて紹介したいと思います。 その上でpythonを初心者にお勧めする"もう一つの理由"を紹介したいと思います。 PythonとJavaを文法で比べてみる 変数の定義の仕方 python num = 3 Java int num = 3; if文 python if num == 3: print("num is 3") Java if(num == 3){ Sys…
なぜ効率のいいアルゴリズムが大切なのか（Time Complexityの誘い）
まずは例題から alist = [1,11,5,9,13,4,3,7] このリストから13のインデックスを探すコードを考えてみてください。 今回は具体的なコードは書きませんが、おそらくforループで要素全体をインデックス0から調べる方法を考えたと思います。 この方法を使った時 最高の場合1つ目の要素で見つかり 最悪の場合8つ目の要素で見つかり この方法を線形探索といいます。 その一方でリストを小さい数順に並び替えて二分探索という探索アルゴリズムを使うと。 二分探索は一回の操作でリストを2分割してターゲットを絞っていくので、 最高の場合1つ目の要素で見つかり 最悪の場合でも3つ目（8 = 2^3…
＜勉強法＞プログラミングのエラーが起きたときのマインドセット by python
以前プログラミングの上達法として自分の実際に行っている勉強法を紹介しました。 astrostory.hatenablog.com 今回はこの記事の続きです。 ですが、今回は勉強法ではなくマインドセットという少し怪しそうなものを紹介します。 自分はこのマインドセットを取り入れてからプログラミングへの恐怖心が減ってバグを直すのがうまくなったので、もし読んだ後これ使えるなと思ったら使ってもらえるとありがたいです。 一番最初のクラス、Introduction to Computer Science で挫折 元々はアメリカでコンピュータサイエンスを勉強するために留学を決意しました。あの時はコーヒーをそば…
選択ソート（Selectionsort）を丁寧に 解説してみた by Python
選択ソートとはデータの集合をある決まりに従って並び替えるソートアルゴリズムの一種です。 今回は array = [5,4,6,9,2,7,8,1,3] → array = [1,2,3,4,5,6,7,8,9] arrayの中身をリストを数字の小さい順に並び替える選択ソートを考えます。 ちなみにもしリスト型のメソッドを使うなら array.sort() で小さい順に並び変わります。 選択ソート (Selectionsort) アルゴリズム 今回自分が書いた選択ソートは左から順番(小さいインデックスから順に)に小さい数のデータと交換していきます。 例えば、 [5, 4, 6, 9, 2, 7, …
僕がベクトル空間を勉強したのは線形代数の授業で、定義や公理やらが多くていまいちよく理解できなかったことを覚えています。 最近やっと（本当に今更ですが）なんとなく大まかにどんなものかイメージできるようになったので、それをシェアしたいと思います。 この記事では難しく、堅苦しい定義や公理抜きでできるだけわかりやすく説明することを目的にします。 ベクトル空間を僕のイメージで一言で言うと、n次元の場合n個の（高校で習うような）ベクトルで表されるものです。 今まで使ってきた座標軸 今まで使ってきた2次元の座標軸をイメージしてください。横軸をx、縦軸をyとして、グラフの点を縦軸と横軸に垂直な線を書いてぶつか…
連結リスト（Linked List）を大学生が解説してみた by python
連結リストとはデーター構造の一種で、イメージしやすくいうとノードという箱のようなものにデータを格納してを他の箱と連結している構造をとっています。 図解するとこのような感じになります。 連結リストの図解 ノードを実際にコードで書いてみる class LinledList: class Node: def __init__(self, payload): self.payload = payload self.next = None def __init__(self): self.head = None def addNode(self, newpayload): newnode = Linke…
＊数Bの漸化式を知っている人向けですが、理解するのにそこまで数学の知識はいりません。ただし数学的な考え方は必要。 今回はプログラミングではなく、数学関連で数理モデルのことを書きたいなと思います。 大学の授業で数学に関するトピックについて調べてプレゼンテーションをしないといけなくて、そこで自分の選んだトピックが「一年生植物の数理モデル」です。 この記事ではそのためのアウトプットを兼ねて、数理モデルって面白そうだけど具体的にどんなものなのかを知りたいという方や、生物の好きな人で、数理モデルがどのように生物学に使えるかを知りたいという方向けに書いています。 これから自分が紹介する数理モデル（式なんで…
再帰（Recursion）を使ってバイナリーサーチを書く by python
再帰（Recursion）について既に2個ほど記事を書きましたが、今回は再帰を使って二分探索（Binary Search）のコードを書いていこうかなと思います。 再帰とは何かを知りたい方向け。 astrostory.hatenablog.com 再帰の実践的な使い方を知りたい方向け。 astrostory.hatenablog.com 二分探索（Binary Search）とは 二分探索の細かい定義などは良かったらwikipediaなどで確認してみてください。ここでは具体例だけ出すものとします。 ja.wikipedia.org こんな ソートされた リストを想定してください。 alist =…
フィボナッチ数列を再帰を使ったコードで書く by python
＊今回は再帰（Recursion）の少し発展的なでも有名な内容です。 もし再帰（Recursion) ってなに？ってなっている方はこちらを先にお読みください. astrostory.hatenablog.com 今回のテーマはタイトル通りフィボナッチ数列をプログラミングで表現するというものです。明確にいうと、nの値を入力するとそのnの値のフィボナッっち数列を返す関数のコードを書くことです。 フィボナッチ数列って何？ フィボナッチ数列とは、AnがAn-1とAn-2の和になっている数列のことです。 1 1 2 3 5 8 13 21 などです。例えば8で考えると、その前の項とそのもう一つ前の項（8…
レベル1 変数って何？ まずは簡単な問題から Hello everyone, my name is Amy Hello everyone, my name is Kohei Hello everyone, my name is Muhammad と表示するコードを書いて見てください。 print() だけを使う方法 print("Hello everyone, my name is Amy") print("Hello everyone, my name is Kohei") print("Hello everyone, my name is Muhammad") この3つのコードを見ると "…
今大学の2回生で数学とコンピュータサイエンスを勉強しています。 その知識を生かして、今回は「プログラミングの変数の定義と数学の＝の違い」という問いを考察してみました。 プログラミングの変数の定義と数学の＝の違い 多くの人が変数を定義の仕方を見て、数学の＝と似ているなと感じたと思います。実際にその感覚で通用するところもあるし、変数の定義の後使われた時の代入の仕方とかは数学のそれと近いものがあります。（というよりその感覚で正解だと思います。） ですが、変数の定義と数学の＝と意味合いが異なります。 数学の ＝ は両辺が同じということを意味するのに対して、プログラミングの変数の定義は左辺の変数名が右辺…
＜Recursion 再帰＞コードをできるだけ短く書く技 by python
＊この記事はforループと関数の知識がある人に向けて書いています 簡単な問題を出させてください。 「n!（nは任意の自然数） の計算結果を返す関数(factorial)をかいてください」 一番最初に思いつく方法はこれだと思います。 def factorial(n): num = 1 for i in range(n): if i+1 > n: break num *= i+1 return num ですが、実はもっと簡単に書く方法があります。 def factorial2(n): if n == 0: return 1 return n * fractional2(n - 1) 最後の行を見て…
＊この記事は実際にプログラミングを勉強しているけど上達しないといった初心者に向けて書いています。 さらに前提として実際にコードをかけるようになりたい人を対象にしています。 今回は自分が実践して有効だったプログラミング（python）の勉強法を紹介したいと思います。 あくまで。一大学生の体験談としてご覧いただき、使えそうなものがあれば自分でトライしてみて有効性を判断していただけると幸いです。 勉強法 ズバリ たくさん実験をするということです。 何かの構文をマスターしたいとき、何か疑問を思ったときに、実際に簡単なコードを書いて動くかどうか実験してみるんです。 例えば、forループを習ったとしたら …
＊この記事は実際にプログラミングを勉強しているけど、コードを書くときに躓いている人向けです。 僕がプログラミング初学者だった時、いつもエラー（Runtime Error）が直せず苦戦していました 今回の記事ではそんな経験から、エラーメッセージの読み方と有名なエラーの治し方の勘所を紹介したいなと思います。 (自称)コードのエラーに世界一苦しんだ人なので、同じようにエラーに苦戦している人には割と参考になると思います。（苦笑） エラー(Runtime Error）の対処方 Runtime Errorは実行中に止まるエラーのことです。 SyntaxError: invalid syntax Runti…
はじめまして。 アメリカの大学に留学中のAstrostoryです。 今回はアメリカの大学に着いて、数日にわたるオリエンテーションに参加する中で僕が（個人的に）驚いた4つのことについて書きます。 1、アメリカ人のフレンドリーさ 2、他の国からの留学生の語学力 3、大学の中に警察署！？ 4、アメリカの入学式 1、アメリカの人のフレンドリーさ アメリカの人はフレンドリーだというのは本当です。 例えば僕がカフェテリアで一人で食べているときなどは、「一緒に食べよう」と誘ってくれることもありますし、逆に自分が一緒に食べたいときは「Does anyone sit here」と質問してそれを切り口に会話に入っ…
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この記事は以下の記事の続きになり、実際にPythonのKerasというライブラリーを用いてニューラルネットワーク(深層学習より層が少ない)を実装していきたいと思います。 astrostory.hatenablog.com Kerasとは Kerasは、ディープラーニングモデルを作成するための高レベルのプログラミングインターフェースを提供するPythonライブラリです。複雑なディープラーニングモデルを比較的簡単に構築できます。 層、目的関数、最適化手法などを追加するのが簡単で、どう簡単なのかは実際にコードを見ながら理解して頂ければと思います。 MNISTとは MNIST（Mixed Nation…
スタック(Stack)とキュー(Queue)は自分の知るがぎり簡単な部類のデータ構造ですが、どっちがどっちか間違いやすく意外と厄介です。この記事でっはその違いを簡単に紹介できればと思います。 スタック(Stack)とキュー(Queue)の違い 違いを一言で言うと、スタック(Stack)は筒で、キュー(Queue)は列です。 スタック(Stack)は筒で中に一度入れると取り出すのは筒の上にあるもの、すなわち最後に入れたものになります。 キュー(Queue)は列で最初に並んだ人が最初に呼ばれ(取り出され)ます。 スタック (Stack): スタックは、「最後に入ったものが最初に出る」(Last I…
機械学習、初学者の方へ 最初から複雑なモデルを作れるだけのプログラミングと数式の理解はハードルが高く難易度ががります。ですが簡単に何かおーっとなるようなAIモデルを作りたい。 そんな人にGoogleのTeachable Machineはおすすめです。 Teachable MachineとはChatGPTに聞くと以下のような回答を頂きました。 Teachable Machineは、Googleが提供するオンラインツールです。このツールは、機械学習を使用してユーザーがカスタムモデルを作成し、それを教えることができるように設計されています。ユーザーは、ビデオ、音声、または画像を使用して、機械学習モデ…
アメリカの大学を卒業して1年弱経ち、新卒でIT企業に入社しエンジニアとしてシステムの開発に約10ヶ月ほど従事しました。 そこで気づいたプロのエンジニアの書くコードと自分の大学時代に書いていたコードの書き方で明確な違いが何点か見つかったのでここで共有できればと思います。前提として複数人で実際にサービスとして提供されるシステムを作る際の実務での気づきになります。 実務未経験のエンジニアの方にはとても役にたつのではないかと思います。 保守性を高める 保守性とはバグや誤りの見つけやすさと仕様変更、機能追加の行いやすさです。 1、変数、定数、関数クラスの名前の付け方 これは実務経験がなくても大学などで教…
関数 定義の仕方 pythonの場合 def add(a,b): return a+b JavaScriptの場合 const add = function(a,b){ return a+b; }; 呼び出し方は両方とも同じです。 add(1,2) add(1,2) アロー関数 ＊新しいJavaScriptではアロー関数といって以下の書き方もできます const add = (a,b)=>{ 処理; }; アローとは英語で矢印という意味があります。 クラス クラスはReactやVue.jsを学ぶのに必須の知識になります。 pythonのクラスの例 class Person { def __in…
繰り返し処理 while文 num = 10 while num >0: print(num) num -= 1 while (num >0){ console.log(); num -= 1; } for文 for i in range(num): print(i) for (let num = 10; num<10; num -=1){ console.log(num); } この場合、num -=1をnum --と書くことも可能です。 もしnum+=1の場合はnum ++になります。 配列(リスト) num = [1,2,3] const num =[1,2,3]; 要素の取得は同じ n…
上がpythonの書き方で、下がJavaScriptの書き方です。 出力 print() console.log(); コメントアウト # // 計算 + - * / %で、pythonとJavaScriprで変更なし 変数 変数の定義の仕方 blog = "アメリカの大学で奮闘中" let blog = ""アメリカの大学で奮闘中"; 変数の更新 blog = "IT企業で奮闘中" blog = "IT企業で奮闘中" JavaScriptでは変数を更新する際はletをつけない 定数 ん！定数って何？ってなりますよね。pythonでは基本的に定数を定義することは できませんでした。ですがJav…
アメリカの大学の2年生の秋学期、長かったCalculasのクラスが終わろうとしている時期に、数学の基礎となる証明法や集合理論、数学的記述方法のクラスが始まりました。 その時の自分は英語力を未熟で、数学は先生の板書かスライドの数式と教科書の公式を見比べることだけで理解をしていた自分には初めての数学の抽象的な説明を英語で受けることに戸惑い理解することを苦戦していました。 そしてまさにその初めて苦労したトピックが写像(Mapping)でした。 この記事では、アメリカで数学の授業を受ける方や数学の知識を英語でも知っておかないといけない人に向けて、写像、単射(injective)、全射(surjecti…
少し攻めたタイトルになってしまったのですが、今回の記事ではプログラミングを学び始めたor就活でエンジニア就職をする予定だけど何を勉強すればいいか分からない人で、特にWEB開発とアプリ開発で迷っている人をターゲットにしています。 結論から言うと、迷っている人はJavaScriptを勉強すると良いと思います。理由はweb開発にもアプリ開発もJavaScriptで作ることができるからです。 そもそもJavaScriptとは 1995年にネットスケープコミュニケーションズのプログラマーだったブレンダン・アイク氏が開発した言語です。 HTML、CSS(WEBサイトの見た目を作る言語)で書かれた画面に動き…
前回の記事の続きです。 astrostory.hatenablog.com この記事ではマルコフ連鎖をグラフとして見ていきます。なお、今回も例は前回の記事の天気の例を利用します。 簡単に再度説明しますと 晴れ、曇り、雨という3つの状態があり、そのいずれかの状態から別の状態に遷移します。 遷移の確率はそれぞれいかになります。 晴れ→晴れの確率をp1、曇り→晴れの確率をq1、雨→晴れの確率をr1 晴れ→曇りの確率をp2、曇り→曇りの確率をq2、雨→曇りの確率をr2 晴れ→雨の確率をp3、曇り→雨の確率をq3、雨→雨の確率をr3 グラフとして見る マルコフ連鎖をグラフとして見ると以下のようになります…
マルコフ連鎖というグラフ理論を用いた確率の考え方があり、これはプログラムの実装も可能で便利だと思うのでこの記事で詳しく説明できればと思います。 いつものように数学的な厳密性は少し欠けていても分かりやすい記事を目指します。 マルコフ連鎖とは マルコフ連鎖とはt(時間)が離散的なマルコフ過程の一種です。 マルコフ過程とは、次に起こる事象が今と過去の状態に依存することなく、現在の状態のみで決まる確率過程のことをいいます。 現在も状況のみで決まるというポイントが確率の表記を簡単に、コンピューターサイエンスに応用しやすくしているポイントだと思います。 実際にマルコフ連鎖を表現する数式は以下のように記述す…
クイックソートとはデータの集合をある決まりに従って並び替えるソートアルゴリズムの一種です。クイックソートはクイックと付いているだけあって早く処理できる方法になります。 今回は array = [5,4,6,9,2,7,8,1,3] → array = [1,2,3,4,5,6,7,8,9] arrayの中身をリストを数字の小さい順に並び替えるクイックソートを考えます。 ちなみにもしリスト型のメソッドを使うなら array.sort() で小さい順に並び変わります。 アルゴリズム 簡単にまとめると 基準値を決めてそれより小さいグループと大きいグループに分ける、小さいグループはさらに小さいグループ…
マージソートとはソート（並び替え）アルゴリズムの一種で、与えられたリストに対して一定のルールのもとで並び替えるアルゴリズムです。 具体的な例で考えていきましょう 具体例 arrに数字の入ったリストを仮定してみます。 arr = [12, 11, 13, 5, 6, 7] これをマージソートを使うことで、 [5, 6, 7, 11, 12, 13] と小さい順に並び替えていきます。 どうやって並び替えるのか（アルゴリズム） [12, 11, 13, 5, 6, 7] ↓ A [12,11,13] [5,6,7] ↓ B, D ------------------- [12,11] [13] ↓ …
＊以前の連結リストの記事の続きです。 astrostory.hatenablog.com 今回は前回の連結リストの続きです。前回は片方向リストと双方向リストの解説を行いました。その時に使った例の連結リストは線形リストでした。 連結リストには線形リストと循環リストがあります。線形リストの方が簡単なので今までの記事は全て連結リストを使っていましたが、今回は循環リストについて書きたいと思います。 循環リストとは 循環リストは簡単にいうと線形リストの線が円になっているリストのことです。具体的には線形リストの最後のノードが先頭に接続している状態のリストです。 循環リスト(片方) 図を見て頂けると分かりま…
以前の記事で連結リストの実装を簡単に紹介しました。 astrostory.hatenablog.com 実を言うと前回は連結リストの中でも一番シンプルで簡単な線形リストの片方向連結リストの解説を行いました。 ですが実際は連結リストはいくつかの種類があり、今回の記事ではそれらを解説したいと思います。 片方向リスト vs 双方向リスト 以前の記事(上に貼っている記事)で紹介した連結リストは片方向リストでした。片方向リストは先頭があってそこから最後のノードに向かって順番に接続している状態です。 それに対して双方向リストは先頭から最後のノードという向きだけでなく、最後から先頭の向きもノードが接続してい…
Gale-shapleyアルゴリズムはマッチングに関するアルゴリズムです。 合コンでの男女のマッチング、研修医と病院のマッチングなどのグループAとグループB、そして全ての参加者がそのマッチング対象のグループの参加者に対して順位がある場合、Gale-shapleyアルゴリズムが役立ちます。 これらのマッチングでは、安定マッチングと呼ばれる一対一になっている状態を目指します。 言葉だけの説明は難しいと思うので、実際の問題を使って解説します。 男女の合コンのマッチングを考えます。 男 A ... 1,2,3 B ... 2,1,3 C ... 2,3,1 女 1 ... B, A, C 2 ... …
今回の記事ではグラフ理論のSpanning Tree(全域木)を扱います。 まずそもそもグラフとは？の人はこちらの記事から入られることをお勧めします。 astrostory.hatenablog.com また今回は分かりやすくするために無向グラフを使います。 全域木 全域木はかなり平たくいうと、全ての頂点が辺で結ばれている状態を満たすグラフのことを言います 全域木は元々のグラフの補グラフ(subgraph)になっています。 ちなみに、Theoremで全ての連結グラフは全域木を持つことが保証されています。 最小全域木 最小全域木は重り付グラフの時に、全域木のトータルの重りの和が最小になるグラフで…
僕はアメリカの大学でコンピューターサイエンス学部に入り、その後他の学部に転部しました。 転部した理由はシンプルに挫折したことと、学べる内容が自分の思っていたものと違ったからです。 その経験を元に僕がアメリカの大学に入る前に知りたかったことを書きたいと思います。 抽象度の高いアルゴリズムへの耐性はあるかい？ 大学にもよると思いますが、一番最初にプログラミング言語そのものを学習した後、次に学ぶものはアルゴリズムやデータ構造になります。 アルゴリズムとはプログラムを書く際にどういう風な手順で計算をさせるかのことです。 例えば、RPGゲームで10歩先に落ちているみかんを拾うことをアルゴリズムに落とし込…
中学の時に習ったであろう、2つの角が同じなら相似を証明していきます。 事前準備 そもそも相似とは そもそも相似(similarity)の定義は... 大学で使っているテキストブックによると．．． Two triangles are similar if their corresponding angles are equal and if their sides are in proportion. (もし対応する角(全て)が等しくて、辺(全て)の比が等しい時、2つの三角形を相似という。) それを元にして考えると、合同な三角形の場合対応する角は全て等しく、全ての辺も1：1で同じ比率になるため、…
大学で習う確率では関数で表して、微積も使います。 高校での確率の知識を持って大学の授業を受けた時にカルチャーショックのようなものを感じたので、そのような人が少なくなることと、確率をもっと詳しく学んでみたい人の入り口になることを願ってこの記事を書きたいと思います。 サイコロを使った確率 離散の場合 サイコロの確率について考えます。サイコロは1〜6の値をとることができます。その場合のそれぞれの確率をP(1), P(2), ... , P(6)といったように表します。 この0~6を一般的に確率変数といいます。確率変数とは起こりうる場合を割分けている値です。 確率分布とは確率変数に応じてその値をとる確…
アメリカの大学を卒業して1年弱経ち、新卒でIT企業に入社しエンジニアとしてシステムの開発に約10ヶ月ほど従事しました。 そこで気づいたプロのエンジニアの書くコードと自分の大学時代に書いていたコードの書き方で明確な違いが何点か見つかったのでここで共有できればと思います。前提として複数人で実際にサービスとして提供されるシステムを作る際の実務での気づきになります。 実務未経験のエンジニアの方にはとても役にたつのではないかと思います。 保守性を高める 保守性とはバグや誤りの見つけやすさと仕様変更、機能追加の行いやすさです。 1、変数、定数、関数クラスの名前の付け方 これは実務経験がなくても大学などで教…
