11: NumPy
11-4: Element-wise Operation
กำหนดให้มีอาเรย์ 2 มิติ A, B, C และ D ให้แล้ว อาเรย์ทั้งสี่มีขนาดเท่ากันหมด จงเขียนคำสั่งเพื่อสร้างอาเรย์ E ที่มีขนาดเท่ากับอาเรย์ทั้งสี่ โดยแต่ละตัว Ei,j มีค่าเท่ากับ (Ai,j + Bi,jCi,j) / Di,j (ไม่ต้องใช้คำสั่งวงวนใด ๆ)
import numpy as np
A = np.random.randint(1,10,35).reshape((5,7))
B = np.random.randint(1,10,35).reshape((5,7))
C = np.random.randint(1,10,35).reshape((5,7))
D = np.random.randint(1,10,35).reshape((5,7))
E = (A + B*C)/D
import numpy as np
Ex().check_not(has_code(r"(for|while)"), msg="ไม่ใช้ for หรือ while นะ")
for v in 'ABCDE':
obj = Ex().check_object(v, missing_msg = "ไม่มีตัวแปร `" + v + "`")
obj.has_equal_value(expr_code = "type("+v+")", incorrect_msg = "`" + v + "` ต้องเป็น numpy array")
obj.has_equal_value(expr_code = v+".dtype", incorrect_msg = "`" + v + "` เก็บข้อมูลที่มีประเภทข้อมูลไม่ตรงตามโจทย์")
obj.has_equal_value(expr_code = 'np.round('+v+', 7)', incorrect_msg = "`" + v + "` มีค่าไม่ตรงตามโจทย์")
กำหนดให้มีอาเรย์ A เป็นอาเรย์หนึ่งมิติเก็บจำนวนเต็ม จงสร้างอาเรย์ต่อไปนี้ (โดยไม่ต้องใช้คำสั่งวงวนใด ๆ)
Bเก็บจำนวนในAเฉพาะตัวที่มีค่าตั้งแต่ 10 ถึง 20 เท่านั้น (เก็บในลำดับก่อนหลังเช่นเดียวกับในA)Cเก็บจำนวนในAเฉพาะตัวที่มีค่าหารด้วย 3 หรือ 7 ลงตัวเท่านั้น (เก็บในลำดับก่อนหลังเช่นเดียวกับในA)
import numpy as np
A = np.array([10,20] + np.random.randint(0, 30, 100).tolist())
import numpy as np
B = A[(10 <= A) & (A <= 20)]
C = A[(A%3 == 0) | (A%7 == 0)]
import numpy as np
Ex().check_not(has_code(r"(for|while)"), msg="ไม่ใช้ for หรือ while นะ")
for v in "BC":
obj = Ex().check_object(v, missing_msg = "ไม่มีตัวแปร `" + v + "`")
obj.has_equal_value(expr_code = "type("+v+")", incorrect_msg = "`" + v + "` ต้องเป็น numpy array")
obj.has_equal_value(expr_code = v+".dtype", incorrect_msg = "`" + v + "` ต้องเก็บจำนวนเต็ม")
obj.has_equal_value(incorrect_msg = "`" + v + "` มีค่าไม่ตรงตามโจทย์")
Cross product ของเวกเตอร์ a กับ b โดยที่ a = < ax, ay, az > กับ b = < bx, by, bz > คือเวกเตอร์ < aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx > จงเขียนฟังก์ชัน cross_product(A, B) โดยที่ A และ B เป็นอาเรย์ขนาด nx3 แต่ละแถวมีสามช่องแทนส่วนประกอบของเวกเตอรในแนวแกน x, y และ z ตามลำดับ ฟังก์ชันนี้คืนอาเรย์ขนาด nx3 ที่มีแถวที่ k เก็บ cross product ของเวกเตอร์ในแถวที่ k ของ A และ B (ไม่ต้องใช้คำสั่งวงวนใด ๆ ในฟังก์ชัน)
import numpy as np
def cross_product(A, B):
import numpy as np
def cross_product(A, B):
Ax = A[:,0]; Ay = A[:,1]; Az = A[:,2]
Bx = B[:,0]; By = B[:,1]; Bz = B[:,2]
Cx = Ay*Bz - Az*By
Cy = Az*Bx - Ax*Bz
Cz = Ax*By - Ay*Bx
return np.array([Cx, Cy, Cz]).T
import numpy as np
q = "`"
fname = "cross_product"
A = 'np.array(' + str([np.random.randint(-10,10,3).tolist() for k in range(5)]) + ')'
B = 'np.array(' + str([np.random.randint(-10,10,3).tolist() for k in range(5)]) + ')'
func = Ex().check_function_def(fname, missing_msg="ไม่พบฟังก์ชัน " + (q+fname+q))
func.has_equal_part_len('args', 'ฟังก์ชันนี้รับพารามิเตอร์หนึ่งตัว')
func.check_not(has_code(r"(for|while)"), msg="ไม่ใช้ for หรือ while นะ")
func.check_not(has_code(r"(np|numpy)\s*\.\s*cross\s*\("), msg="ไม่ใช้ฟังก์ชัน numpy.cross นะ ลองเขียนเอง")
fcall = fname + "(" + A + "," + B + ")"
func.check_call(fcall).has_equal_value(incorrect_msg=(q+fname+q) + " ให้ผลผิด")
จงเขียนฟังก์ชัน asterisk(A) ที่รับ A ซึ่งเป็นอาเรย์ของจำนวนเต็มขนาด nxn (โดยที่ n เป็นจำนวนคี่) ฟังก์ชันนี้คืนอาเรย์ขนาดเดียวกับ A มีข้อมูลเหมือนใน A เฉพาะในแนวทแยงมุมสองแนว และ แนวตั้งกับแนวนอนตรงกลางอาเรย์ (ดังแสดงในรูปด้วยช่องสีขาว) ส่วนช่องอื่นให้เป็น 0 หมด (ไม่ต้องใช้คำสั่งวงวนใด ๆ ในฟังก์ชัน)
import numpy as np
def asterisk(A):
import numpy as np
def asterisk(A):
n = A.shape[0]
I = np.identity(n, int)
M = I + I[::-1]
M[n//2,:] = M[:,n//2] = 1
return A*M
import numpy as np
q = "`"
fname = "asterisk"
arg = 'np.array(' + str([[np.random.randint(0,9) for k in range(11)] for j in range(11)]) + ')'
func = Ex().check_function_def(fname, missing_msg="ไม่พบฟังก์ชัน " + (q+fname+q))
func.has_equal_part_len('args', 'ฟังก์ชันนี้รับพารามิเตอร์หนึ่งตัว')
func.check_not(has_code(r"(for|while)"), msg="ไม่ใช้ for หรือ while นะ")
fcall = fname + "(" + arg + ")"
func.check_call(fcall).has_equal_value(incorrect_msg=(q+fname+q) + " ให้ผลผิด")