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。
Run Swift Online
Write, run, and debug Swift code online using a command-line Swift environment. Manage multiple files, save your workspace, and share code without installing Xcode.
🍎 この Swift オンライン実行ツールについて
CodeUtility Swift Executor は、ブラウザ上で直接 Swift コードを書いて実行できるツールです - Xcode や SDK、macOS のセットアップは不要です。実際の Swift コンパイラを隔離されたサンドボックスで動かし、 正確でネイティブな Swift の挙動を提供します。
このツールは複数の Swift バージョン - 5.7、5.9、そして最新リリース - をサポートしており、新しい言語機能を試しつつ、既存の Swift コードベースとの互換性も維持できます。
Swift の文法学習、アルゴリズムのテスト、iOS・macOS・サーバーサイド Swift のコードを試す用途に最適で、 ローカルのツールやシミュレータをインストールする必要はありません。
すべてのスニペットはコンテナ化された Swift 環境で安全に実行され、実際のコンパイラからのフィードバックと安全な実行を保証します。
同じ実行環境で、複数ファイル対応エディター、分離された実行ターミナル、ランタイム別ライブラリ、永続ワークスペース、共有、リアルタイム共同作業を利用できます。
この実行環境の使い方
ランタイムを選択し、ファイルを開くか作成してコードを記述し、［実行］を選択します。出力はターミナルに表示されます。サインインしたユーザーは、ワークスペースにファイルを保存し、ライブラリをインストールして、共有を通じて共同作業できます。
- バージョンを選択して現在のファイルを編集するか、ワークスペース内の別のファイルを開きます。
- 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。
💡 初心者向け Swift 基本ガイド
1. 変数と定数の宣言
Swift では変数に var、定数に let を使います。
var age = 30
let pi = 3.14159
var name = "Alice"
let isActive = true
// 定数は再代入できません
// pi = 3.14 // ❌ エラー2. 条件分岐 (if / switch)
ロジックには if、else if、else、分岐が多い場合は switch を使います。
let number = 2
if number == 1 {
print("1")
} else if number == 2 {
print("2")
} else {
print("その他")
}
switch number {
case 1:
print("1")
case 2:
print("2")
default:
print("その他")
}3. ループ
Swift は for-in、while、repeat-while のループをサポートしています。
for i in 0..<3 {
print(i)
}
var n = 3
while n > 0 {
print(n)
n -= 1
}4. 配列
配列は値の順序付きコレクションを保持します。
var numbers = [10, 20, 30]
print(numbers[1])5. 配列の操作
append や removeLast などのメソッドを使います。
var nums = [1, 2, 3]
nums.append(4)
nums.removeLast()
for n in nums {
print(n)
}6. コンソール入出力
出力は print() を使います。入力は Swift Playgrounds や Xcode で別途対応が必要です。
let name = "Alice"
print("こんにちは、\(name)")7. 関数
パラメータや戻り値を持つ再利用可能な関数を定義します。
func add(a: Int, b: Int) -> Int {
return a + b
}
print(add(a: 3, b: 4))8. 辞書
辞書はキーと値のペアを保持します。
var ages = ["Alice": 30]
print(ages["Alice"] ?? 0)9. エラーハンドリング
Swift では do-catch でエラー処理を行います。
enum MyError: Error {
case runtimeError(String)
}
do {
throw MyError.runtimeError("問題が発生しました")
} catch let error {
print(error)
}10. ファイル入出力
ファイル操作には FileManager や String のメソッドを使います。
let text = "こんにちは、ファイル"
try text.write(toFile: "file.txt", atomically: true, encoding: .utf8)
let content = try String(contentsOfFile: "file.txt")
print(content)11. 文字列操作
count、contains、uppercased() などのメソッドを使います。
let text = "Hello World"
print(text.count)
print(text.contains("World"))
print(text.uppercased())12. クラスとオブジェクト
Swift は class と init を使った OOP をサポートしています。
class Person {
var name: String
init(name: String) {
self.name = name
}
func greet() {
print("こんにちは、\(name)です")
}
}
let p = Person(name: "Alice")
p.greet()13. オプショナル
Swift では ? と ! でオプショナル値を扱います。
var name: String? = "Alice"
print(name ?? "不明")
if let unwrappedName = name {
print(unwrappedName)
}