12/21 パターン認識(2)

補足

演習室内は飲食禁止です．ペットボトル等を持ち込む場合も，バッグの中にしまってください．
試験は2017年1月25日(水) 3限になりそうです．

前回の感想，質問より

Q.

当初は、a.lengthのあとに（）をつけていなかったのですが、それだとエラーが出ていました。エラーメッセージは、

ArgumentError: wrong number of arguments (given 1, expected 0)
from /home/5073280264/algo16/gjp.rb:6:in `length'
from /home/5073280264/algo16/gjp.rb:6:in `maxrow'
from (irb):27
from /usr/local/bin/irb:11:in `<main>'

このようなものでした。つまり、lengthの引数が０であるべきところが１であるというエラーでした。a.lengthのあとの-1が引数として認識されてしまったようです。

A.

Ruby言語では、いろいろなところで、括弧を省略できるのですが、意図に反した解釈をされることもよくありますね。それもあって、教科書では括弧を省略しない書き方に徹底しているようです。なお，スペースをどこにも入れずに，

a.length-1

と書いたり，「-」の両側に入れて

a.length - 1

とした場合，どちらでも

a.length()-1

と解釈されるようですね．

a.length -1

のように，「-」の前に空白を入れて，後ろには入れない場合のみにこの問題が発生するようです．

Q.

スライドの12p13pの表の数字で、一番上の横向きが0000、一番左の縦向きが111となっているのがよくわからなかった。

A.

表の一番上の行は, j = 0 の場合のAから見た勝率になります．j = 0 ということは「Bがあと0勝でシリーズに勝つ」すなわち，「Bは既にシリーズの勝ちを決めている状態」なので，Aからみた勝率は0になります．

表の一番左の列は，i = 0 の場合のAから見た勝率になります．i = 0 ということは「Aがあと0勝でシリーズに勝つ」すなわち，「Aは既にシリーズの勝ちを決めている状態」なので，Aからみた勝率は1になります．

「あと0勝」という状況を考えないで求めることもできますが，考えた方が簡潔になるので，教科書ではそのようにしています．

Q.

はじめコーディングiso-2022-7bitになってしまっていて、読み込めなくなかった。 TAの方に手伝っていただき、新しいファイルを作成することで問題を回避できたが原因は不明。

A. (TA樋口さん)

私自身が普段使いのエディタとしてEmacsを使用していないため、ひとまず新しいファイルを作成することで解決しました。念のためにEmacsの設定（.emacs.d/init.el内のset-default-coding-systemsなど）を見直してみてください。また、この時自動挿入された"# coding: hogehoge"（マジックコメントといいます）はRuby 2.0以降では不要になっています（デフォルトがUTF-8になったため）。「emacs マジックコメント」などと検索するとマジックコメントの自動挿入を停止する方法がいくつか出てきますので、確認してみてください。

Q.

これらのプログラミングだけで面倒くさい方程式が解けるならば試験中に持ち込みたい。

A.

コンピュータの持ち込みを許す試験は多くないと思いますが，レポートの作成の時は手計算ではなくコンピュータを使って答えを出すことを許す科目は多いと思います．

Q.

最良のアラインメントを採用する方法として、一致、ギャップ、不一致それぞれに対し、2,-2,-1点を割り当てているが、なぜこのような点の割り当て方なのかが気になった。（「不一致２個とギャップ１個は等価値なのか」など）

A.

どのようなスコアを割り当てるかは問題の種類(DNAのアラインメントか，タンパクノアラインメントか)によって変わります． http://www.ddbj.nig.ac.jp/search/help/clustalwhelp-e.html などで，実際の問題を解く際のスコアを見ることができるようですね．

Q.

rubyではアルファベットの順番は判定できたりしますか？

A. (TA 森永さん)

通常の<, > などの演算子で可能です。rubyの2項演算子< は文字列に対しても定義されていて、2つの文字列のバイト列の比較を行います。一般の文字コードはアルファベット順に文字をバイト列へ割り当てるので、その比較が自動的に辞書順の比較になります。（が、アルファベット以外の記号を含めて考えると文字コードによって結果が違ったりもするようです）

前回の課題について

ITC-LMSの掲示板12/14の課題，質問への書き込みは 12/21 10:00現在で 50名が済んでいます．

多くの人が関数 maxrow に取り組んでいました．典型的なプログラムを以下にあげます．

#a[i][k]の絶対値が最大となるi>=kを探す
def maxrow(a,k)
  max_i=k
  for i in (k+1)..(a.length()-1)
    if abs(a[max_i][k]) < abs(a[i][k])
      max_i=i
    end
  end
  max_i
end

今日の練習，投票

講義資料

教科書は情報科学入門 2700円(税込み) になります．正誤表が公開されているので，そちらも参照してください．また，電子版も発売されています(書籍版よりも若干安くなっているようです)．
講義スライドはITC-LMSで「アルゴリズム入門(水4)」を選んで「教材」を選択するとダウンロードできるようにする予定です．

講義フォルダの作成

講義に関連したファイルはホームフォルダ直下に置くのではなく，講義専用のフォルダをalgo16 という名前で作成してください．ターミナルでフォルダを作るには，
```
mkdir algo16
```
のようにします．そして，ターミナルを開くたびに
```
cd algo16
```
と入力してからirbを動かしてください．詳しくは，はいぱーワークブック「14.4 コマンドを使ったファイル操作」を参照してください．

配付プログラムのダウンロード

配付プログラムのページから，allcode.zipのリンクを右クリックして，「リンク先のファイルを別名でダウンロード」を選びます．
保存先のフォルダとして，さきほど作成したalgo16を選択します．
ターミナルで，
```
cd algo16
unzip allcode.zip
```
を実行するか，Finderでalgo16のフォルダの下のallcode.zipをダブルクリックすると，algo16の下にすべての配付プログラムが展開されます．
配付プログラムは，未完成の場合があります．mi等のテキストエディタで中身を確認した上で，必要があれば修正して使います．

投票システム

vote.rbをダウンロードして(「リンク先のファイルを別名で保存」で，ホームフォルダの下のalgo16を選択(なければ作る)．".txt"を「追加しない」を選ぶ)，ホームディレクトリに保存します．ドックからターミナルを起動して，

cd algo16

を済ませてから，

ruby vote.rb 選択肢番号

のように使います．

irbを使いながら(一旦終了せずに)，投票システムも使うには，ターミナルのメニューバーの「シェル」->「新規タブ」を選ぶか，[Command]+[T]で別のタブを開いて(あるいは[Command]+[N]で別のウィンドウを開いて)，投票システムを使うことをお勧めします．このあたりのことは，「はいぱーワークブック」の15.4 ターミナルの便利な使い方に書いてあるので参考にしてください．

テキストの補足

数値解析には汎用のプログラミング言語を使わずに，数式処理系を使う方法もある．教育用計算機システムでは，Mathematica(HWB:29. Mathematica)が使える．

実際のRuby処理系での実数の倍精度表現を見るには，以下のようにすれば良い．

irb(main):003:0> a = 0.5
=> 0.5
irb(main):004:0> printf("%064b\n",[a].pack("E").unpack("Q")[0])
0011111111100000000000000000000000000000000000000000000000000000
=> nil

逆の変換は以下のようにやる．

b = "0011111111100000000000000000000000000000000000000000000000000000"
[b.to_i(2)].pack("Q").unpack("E")

単精度表現は


irb(main):005:0> printf("%032b\n",[0.5].pack("e").unpack("L")[0])
00111111000000000000000000000000
=> nil

と

irb(main):006:0> ["00111111000000000000000000000000".to_i(2)].pack("L").unpack("e")
=> [0.5]

irb, isrbの中でカレントディレクトリ (参照, HWB: 14.4.2 ディレクトリの操作) を変更するには，
```
isrb(main):004:0> Dir.chdir("./algo16")
```
のように，Dirクラスのchdirメソッドを使うと良いようです．Windows版のisrbで起動後にカレントディレクトリが変わってしまうという症状が出る場合は，これで対応できます．
第4章のチェックは配布プログラム中のcheck.rb では prime のチェックがうまくいかないようです．とりあえずは修正版のcheck.rbを ~/algo16 にダウンロードすると直るはずです．
ターミナルでは，メニューバーから，「シェル」->「新規ウィンドウ」あるいは，「コマンドキー(⌘)」+「N」で新たなターミナルウィンドウを開くことができます．

ウィンドウが多くなるのが面倒な人は，「シェル」->「新規タブ」あるいは「コマンドキー(⌘)」+「T」で同じウィンドウ内に新しいタブでターミナルを開くことができます．

ターミナルを開くたびに
```
cd ~/algo16
```
と入力してください．これらの機能を使うと，irbを抜けずにvoteできます．
ターミナルの基本的な使い方は，はいぱーワークブックの15.2 ターミナルの基本的な使い方を，より高度な使い方は，15.4 ターミナルの便利な使い方を参照してください．
cdというコマンドと「~」の意味は，はいぱーワークブックの14.4 コマンドを使ったファイル操作の14.4.1 ディレクトリを読むと分かります．
miを使う場合に改行コードがCR(Mac)になっている場合は，LF(UNIX)にしてから保存してください．
Webブラウザ上で，ターミナルの実行，Ruby関数の実行，ファイルの編集ができる iruby が利用可能になっています．ターミナル上で，
```
iruby notebook
```
を実行すると，Webブラウザ上で対応するタブが開きます．
第1章で，irbを起動直後に，
```
include(Math)
```
を入力するように書いています．毎回入力するのが面倒な場合は，ホームディレクトリの下に「.irbrc」というテキストファイルを作り，その中に
```
include(Math)
```
と書いておくと，irb起動時にこのファイルの中身を実行してくれるので，毎回指定しなくても大丈夫です．ただし，このファイルの実行中にエラーが出ないように正しく記述剃る必要があります．また，
```
Math.sqrt(2)
```
のような形で指定すれば，
```
include(Math)
```
は不要です．
ある程度大きなプログラムを作る場合は，テキストエディタを使って入力してファイルに保存しておくと，後から修正したり再利用が容易におこなえます．テキストエディタの説明は，はいぱーワークブック「8. テキストエディタ」を参照してください．
この講義で作成したプログラムのファイルは自分のホームディレクトリ(ホームフォルダ)の下に「algo16」という名前のディレクトリ（フォルダ）を作って，その下に置くようにしています．スライドや教科書でファイル名が指定されている場合もあるので，その場合は指定されたファイル名を使うようにしてください．
miのRubyモードが現在標準では利用できないようです．mi 用モード(今野滋さんのページ)から自分でインストールしても良いのですが，講義受講者は，一度miを起動して終了後に，ターミナルで
```
cp -rp /home/5320954122/Ruby ~/Library/Application\ Support/mi/mode/
```
を実行してからmiを立ち上げるとRubyモードが利用可能なモードとして加わります．
miの改行コードの変更は，miを立ち上げてメニューバーから「mi」->「モード設定」を選んでください．

の画面が出るので，モードを「Ruby」にして，改行コードを「LF(UNIX)」にして，ウィンドウを閉じてください．以降は，ファイル作成のさいに，「ファイル」->「新規」->「Ruby」で作成すると正しい改行コードが設定されているはずです．
Finderの中でダブルクリックするだけでmiを起動できるようにしたい人は，Rubyソースファイルをmiと関連付けするを読んで設定してください．
情報科学入門: Rubyを使って学ぶ / 配付プログラムの中には練習問題のチェックプログラムが含まれています．たとえば，第1章の練習問題をテストする時には，同じディレクトリに，練習問題で作成したプログラムを教科書で指定されたファイル名で置いて，
```
ruby check.rb ex01.rb
```
と実行すると，関数を与えた時の入力と出力があっていることが確認できます．詳しくは，補足説明 (練習問題確認プログラムの使い方)を御覧ください．

今日の課題

講義中に投票を求められるので，投票システムを使って投票をしてください．
ITC-LMSの掲示板12/21の課題，質問に以下の内容を書き込んでください．プログラムを除いて100文字以上は書き込みをお願いします．(今日の講義の範囲ではプログラムを作成していないので，質問，感想等だけで構いません．また，範囲外のプログラムでも書き込んで構いません)
講義で用いた練習問題に対して自分が書いたプログラムと説明．プログラムが正しく動かなかった場合も，動かないプログラムとエラーメッセージを書きこんでください．講義で用いなかった教科書の練習問題に対して書きたい人は書きこんでも構いません．

自宅で自習をする人のために

アルゴリズム入門共通資料の中に講義で使うRuby言語の処理系のインストール法があります．