ミニバッチ勾配降下法は、ほぼすべてのニューラルネットワークの学習方法です。データを小さなバッチに分け、バッチごとに重みを更新します。
平均二乗誤差で y = w × x + b を学習させます。w = 0、b = 0 から始めます。各エポックで、サンプルを順番に batch_size 個ずつのバッチに分けます（最後のバッチは小さくてもかまいません）。サイズ n の各バッチについて：
- バッチ内の各サンプルで errorᵢ = w × xᵢ + b - yᵢ
- dw = (2 / n) × Σ errorᵢ × xᵢ、db = (2 / n) × Σ errorᵢ
- w ← w - learning_rate × dw、b ← b - learning_rate × db
train_mini_batch(xs, ys, batch_size, learning_rate, epochs) を実装してください。
入力
xs, ys: データ点（同じ長さ）。
batch_size: バッチあたりのサンプル数。
learning_rate, epochs: ステップ幅とデータを何周するか。
出力
学習後の [w, b] を返してください。
制約
1 ≤ データ点の数 ≤ 1,000、1 ≤ batch_size ≤ データ点の数、0 ≤ epochs ≤ 1,000
0 < learning_rate ≤ 1
-100 ≤ 各値 ≤ 100
例
入力：
xs = [1.0, 2.0, 3.0]
ys = [2.0, 4.0, 6.0]
batch_size = 2
learning_rate = 0.1
epochs = 1
期待される出力：
[2.44, 1.08]解説
バッチ1は x = [1, 2]：誤差は -2 と -4、dw = -10、db = -6 なので、w = 1、b = 0.6。バッチ2は x = [3] だけ：誤差は 1×3 + 0.6 - 6 = -2.4、dw = 2 × (-2.4) × 3 = -14.4、db = -4.8 なので、w = 2.44、b = 1.08。結果：[2.44, 1.08]。
入力：
xs = [1.0, 2.0, 3.0, 4.0]
ys = [3.0, 5.0, 7.0, 9.0]
batch_size = 4
learning_rate = 0.05
epochs = 1
期待される出力：
[1.75, 0.6]解説
データセット全体と同じ大きさのバッチは、通常のバッチ勾配降下法です。1エポックに1回更新します。結果：[1.75, 0.6]。
参考資料
-
例 1 未実行入力：
xs = [1.0, 2.0, 3.0] ys = [2.0, 4.0, 6.0] batch_size = 2 learning_rate = 0.1 epochs = 1期待される出力：[2.44, 1.08]あなたの出力 -
例 2 未実行入力：
xs = [1.0, 2.0, 3.0, 4.0] ys = [3.0, 5.0, 7.0, 9.0] batch_size = 4 learning_rate = 0.05 epochs = 1期待される出力：[1.75, 0.6]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。
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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)
}