Python.use(better) #課題：ベクトル演算《クラス版》
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課題：ベクトル演算《クラス版》
《著》森こねこ、小粒ちゃん＋∞《監修》小泉ひよ子とタマゴ倶楽部
第０版♪2001/03/02 ● 第１版♪2003/05/25 ● 第２版♪2004/06/01 ● 第３版♪2009/02/28
課題を作成する過程を通して「数値演算」の理解を深めます。
※ Python1.5 で作成した例題を、Python3.1 で再構成しました。
- 2003-01-11 Python.use(better) #課題：ベクトル演算《クラス版》《source code》
| episode | |
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| 2003-01-06 ★ | Python.use(better) #Vector: step00 -- class Vector(object):新たに定義したクラス Vector は、本体が空 pass です。 |
| 2003-01-07 ★ | Python.use(better) #Vector: step01 -- def __init__(self, *args):メソッド __init__ は、クラス呼び出し Vector() に呼応して、生成したばかりのインスタンスを初期設定します。 |
| 2003-01-08 ★ | Python.use(better) #Vector: step02x -- def __add__(v1, v2):メソッド __add__ は、２項演算子 + に呼応して、２つのベクトルの「和」を表わすインスタンスを生成します。 |
| 2003-01-09 ★ | Python.use(better) #Vector: step03 -- return Vector(*s)実引数に * を付けると、リストの各要素を展開したものが、実引数に指定されます。for 文と同等のものは「内包」を使うと、より簡潔に記述できます。 |
| 2003-01-10 ★ | Python.use(better) #Vector: step04 -- def __sub__(v1, v2):メソッド __sub__ は、２項演算子 - に呼応して、２つのベクトルの差を表わすインスタンスを生成します。 |
| 2003-01-13 ★ | Python.use(better) #Vector: step05 -- def __neg__(self):メソッド __neg__ は、単項演算子 - に呼応して、逆ベクトルを表わすインスタンスを生成します。メソッド __sub__ は、２項演算子 + および単項演算子 - を再利用するだけで、簡潔に表現できます。２項演算子 + は、メソッド __add__ に帰結します。単項演算子 - は、メソッド __neg__ に帰結します。 |
| 2003-01-14 ★ | Python.use(better) #Vector: step06 -- def __mul__(v1, v2):メソッド __mul__ は、２項演算子 * に呼応して、２つのベクトルの内積（スカラー積）を表わすインスタンスを生成します。 |
| 2003-01-15 ★ | Python.use(better) #Vector: step07x -- sum(e1*e2 ...)for 文と同等のものは「ジェネレーター式」を使うと、より簡潔に記述できます。 |
| 2003-01-16 ★ | Python.use(better) #Vector: step08x -- if hasattr(v2, "elements"):組み込み関数 hasattr は、 ベクトル v2 が属性 elements を持つかどうかを判定します。 |
| 2003-01-17 ★ | Python.use(better) #Vector: step09 -- def __rmul__(self, other):メソッド __rmul__ は、２項演算子 * に呼応して、２つのベクトルの内積（スカラー積）を表わすインスタンスを生成します。２項演算子 * の左項/右項に着目すると、左項が Vector であるなら、左項と右項はそのままで、__mul__ が呼び出されます。左項が Vector でないなら、左項と右項を入れ換えて、__rmul__ が呼び出され、引数 self を介してベクトルを、引数 other を介してスカラーを参照できます。すると、メソッド __rmul__ は、２項演算子 * を再利用するだけで、簡潔に表現できます。２項演算子 * は、メソッド __mul__ に帰結します。 |
| 2003-02-17 ★ | Python.use(better) #Vector: step10 -- def __iter__(self):メソッド __iter__ は、ベクトルの各要素を順に参照する方法を規定します。yield 文を利用すると、その関数/メソッドは「ジェネレーター」になります。 |
| 2003-02-18 ★ | Python.use(better) #Vector: step11x -- def __radd__(self, other)メソッド __radd__ は、２項演算子 + に呼応して、２つのベクトルの「和」を表わすインスタンスを生成します。２項演算子 * の左項/右項に着目すると、左項が Vector であるなら、左項と右項はそのままで、__add__ が呼び出されます。左項が Vector でないなら、左項と右項を入れ換えて、__radd__ が呼び出され、引数 self を介してベクトルを、引数 other を介して整数を参照できます。すると、メソッド __radd__ は、２項演算子 + を再利用するだけで、簡潔に表現できます。２項演算子 + は、メソッド __add__ に帰結します。 |
| 2003-02-19 ★ | Python.use(better) #Vector: step12x -- raise(TypeError(s))メソッド __add__ は、２項演算子 + に呼応して、２つのベクトルの「和」を表わすインスタンスを生成します。右項が Vector のインスタンスでないなら、エラーメッセージに、左項と右項が属するクラスの名前を含めて、例外 TypeError を生成します。 |
| 2003-02-20 ★ | Python.use(better) #Vector: step13 -- raise(TypeError(s))メソッド __add__ は、２項演算子 + に呼応して、２つのベクトルの「和」を表わすインスタンスを生成します。右項が Vector のインスタンスであるなら、左項も Vector のインスタンスなので、各要素の和を列挙したリストをもとに、新たなインスタンスを生成 Vector() します。右項が Vector のインスタンスでないなら、エラーメッセージに、左項と右項が属するクラスの名前を含めて、例外 TypeError を生成 raise します。 |
| 2003-02-21 ★ | Python.use(better) #Vector: step14 -- def _typeError(self,v1,v2,op):リファクタリングを実施します。メソッド __add__ は、２項演算子 + に呼応して、２つのベクトルの「和」を表わすインスタンスを生成します。メソッド __radd__ は、２項演算子 + に呼応して、２つのベクトルの「和」を表わすインスタンスを生成します。メソッド __sub__ は、２項演算子 - に呼応して、２つのベクトルの「差」を表わすインスタンスを生成します。メソッド __rsub__ は、２項演算子 - に呼応して、２つのベクトルの「差」を表わすインスタンスを生成します。 |
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事例：モジュールを起動する
■ 全項目を確認する
全ステップの「項目」を確認するには、関数 do を利用します。
$ python -i vector.py >>> do() 0: step00 -- class Vector(object): 1: step01 -- def __init__(self, *args): 2: step02x -- def __add__(v1, v2): 3: step03 -- return Vector(*s) 4: step04 -- def __sub__(v1, v2): 5: step05 -- def __neg__(self): 6: step06 -- def __mul__(v1, v2): 7: step07x -- sum(e1*e2 ...) 8: step08x -- if hasattr(v2, "elements"): 9: step09 -- def __rmul__(self, other): 10: step10 -- def __iter__(self): 11: step11x -- def __radd__(v1, v2): 12: step12x -- raise(TypeError(s)) 13: step13 -- raise(TypeError(s)) 14: step14 -- def _typeError(self, v1, v2, op): >>>
>>> v = Vector(); v () >>> v1 = Vector(3,4); v1 (3, 4) >>> v2 = Vector(5,-2); v2 (5, -2) >>> v1+v2 (8, 2) >>> v1-v2 (-2, 6) >>> v2-v1 (2, -6) >>> -v1 (-3, -4) >>> -v2 (-5, 2) >>> v1*v2 7 >>> v2*v1 7 >>> v1*3 (9, 12) >>> v2*(-2) (-10, 4) >>> 3*v1 (9, 12) >>> (-2)*v2 (-10, 4) >>> 2+v1 TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'Vector' >>> v2+5 TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'Vector' and 'int' >>> 2-v1 TypeError: unsupported operand type(s) for -: 'int' and 'Vector' >>> v2-5 TypeError: unsupported operand type(s) for -: 'Vector' and 'int'
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