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名古屋大学 情報学研究科 知能システム学専攻 2023年8月実施 プログラミング

Author

祭音Myyura

Description

以下は Python プログラムに関する問題である。

[1] 以下の各プログラムの出力結果 (output) を答えよ。

(1) 

1
2
3
4
import numpy as np

a = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print(a + 2)

(2) 

1
2
3
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5
import numpy as np

a = np.array([1, 2, 3])
b = np.array([4, 5, 6])
print(a.dot(b))

(3) 

1
2
3
4
import numpy as np

a = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
print(a[1:, 1:])

(4) 

1
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3
4
5
import numpy as np

a = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
sum = np.sum(a, axis=0)
print(sum[1])

(5) 

1
2
3
4
import numpy as np

a = np.arange(6).reshape(2, 3)
print(a)

[2] 以下の設問に答えよ。

(1) 下記のプログラムにおいて関数 (function) func() を実行した場合、なぜ a[0] の値は 3 になり、b の値は 3 にならないのか説明せよ。

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8
def func(m, n):
    m[0] = m[0] * 3
    n = n * 3

a = [1]
b = 1
func(a, b)
print("a =", a[0], " b =", b)

(2) 下記のプログラムを実行した場合、無限ループ (infinite loop) が発生して停止しないことがある。なぜ無限ループが発生するのか説明せよ。

1
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6
sum = 0.0
while True:
    if sum == 10:
        break
    else:
        sum = sum + 0.1

(3) 下記のプログラムを実行した場合、エラーが発生するか否か答えよ。 また、エラーが発生しない場合はその理由を、エラーが発生する場合はその解決策を答えよ.

1
2
a = "Hello"
a[0] = 'h'

(4) 下記のプログラムを実行した場合、エラーが発生するか否か答えよ。 また、エラーが発生しない場合はその理由を、エラーが発生する場合はその解決策を答えよ.

1
2
3
4
5
6
7
x = 10

def func():
    x += 1
    print(x)

func()

(5) 下記のプログラムを実行した場合、エラーが発生するか否か答えよ。 また、エラーが発生しない場合はその理由を、エラーが発生する場合はその解決策を答えよ.

1
2
3
for i in range(10):
    print(i)
    i = "Hello"

[3] 下記のブログラムは、与えられた数までのすべての素数 (prime number) をリストとして出力する。以下の設問に答えよ。

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11
def prime_numbers(n):
    primes = []
    for num in range(n, 1, -1):
        is_prime = True
        for i in range(2, num):
            if [ 空欄 a ]:
                is_prime = False
                break
        if [ 空欄 b ]:
            primes.append(num)
    return primes

(1) [ 空欄 a ] と [ 空欄 b ] に入る適切な式を答えよ。

(2) print(prime_numbers(20)) の出力結果を答えよ。

[4] 下記のプログラムを読んで、以下の設問に答えよ。

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28
import numpy as np

def func(x, y, a, b):
    m, n = x.shape
    p, q = y.shape
    for i in range(m-p+1):
        for j in range(n-q+1):
            flag = True
            for k in range(p):
                for l in range(q):
                    if abs(x[i+k, j+l] - y[k, l]) > a:
                        flag = False
                        break
            if flag:
                x[i:i+p, j:j+q] = b
    return x

x1 = np.array([[1, 2, 3, 4, 5],
               [6, 7, 8, 9, 10],
               [1, 2, 3, 4, 5],
               [6, 7, 8, 9, 10],
               [1, 2, 3, 4, 5]])
y1 = np.array([[2, 3],
               [7, 8]])
y2 = np.array([[0, 0],
               [0, 0]])
print(func(x1, y1, 1, 0))
print(func(x1, y2, 0, 1))

(1) 27 行目まで実行したときの 27 行目の print 文の出力結果を答えよ。

(2) 28 行目まで実行したときの 28 行目の print 文の出力結果を答えよ。

(3) 8 行目から 14 行目を以下の 1 行の形で表したい。等価な処理となるよう空欄を埋めよ。

  • if [ 空欄 ]

(4) グレースケール画像 (grayscale image) は一般に行列 (matrix) として表現できる。 関数 func() の第 1 引数に画像の行列を与えると、返り値 (return value) としてどのような画像が得られるか説明せよ。

Kai

[1]

(1)

1
[3 4 5 6 7]

(2)

1
32

(3)

1
2
[[5 6]
 [8 9]]

(4)

1
15

(5)

1
2
[[0 1 2]
 [3 4 5]]

[2]

(1)

Pythonでは、数値、文字列、タプルなどのオブジェクトが値渡し（関数に引数の値をコピーして渡す方法）の対象となりますので、関数内で b の値が変更されていても、関数の外側で定義された x の値は変わっていません。

(2)

10進数の「0.1」を2進数に変換すると「0.0001100110011…」となり、「0011」の部分が永遠に循環します。 このような値はどこかの桁数で丸めを行う必要があるため、誤差が生じます。

(3)

エラーが発生します。次のように変更すれば良いです。

1
2
a = "Hello"
a = "h" + a[1:]

(4)

エラーが発生します。次のように変更すれば良いです。

1
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3
4
5
6
7
8
x = 10

def func():
    global x
    x += 1
    print(x)

func()

(5)

エラーが発生しません。出力は

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10
0
1
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6
7
8
9

[3]

(1)

  • [ 空欄 a ]: num % i == 0
  • [ 空欄 b ]: is_prime

(2)

1
[19, 17, 13, 11, 7, 5, 3, 2]

[4]

(1)

1
2
3
4
5
[[ 0  0  0  0  5]
 [ 0  0  0  0 10]
 [ 0  0  0  0  5]
 [ 0  0  0  0 10]
 [ 1  2  3  4  5]]

(2)

1
2
3
4
5
[[ 1  1  1  1  5]
 [ 1  1  1  1 10]
 [ 1  1  1  1  5]
 [ 1  1  1  1 10]
 [ 1  2  3  4  5]]

(3)

  • if np.sum(np.abs(x[i:i+p, j:j+q] - y) > a) == 0:

(4)

（マスク？）