Python 二次配列

Question

前提・実現したいこと

Pythonについて
進め方を教えてください。

該当のソースコード

Python
以下、エクササイズ

Read two matrices from a file named 'd.txt'.

Sample input :
2 2
1 2
3 4
2 1
5
6
Sample output:
17
39

###やったこと

a= []
with open('matrix.txt','r')as f:
        for line in f:
            a.append(list(map(int, line.split())))

print(a)

Comments

[tetsunosuke]

https://teratail.com/help/question-tips#questionTips3-5-1
プログラムの部分（やったこと）
については、コードブロックを使って表記しましょう。

ちなみに
プログラム以前に問題の内容はちゃんと理解できていますかね？
日本語でいえばどの数字をどう計算した結果を求めたいかを式で書いて、それを順次プログラムにしていく、という流れになるかと思いますが。

[退会済みユーザー]

ありがとうございます。はじめて投稿するのでわかりませんでした。
一旦、コードブロック使用してみました

[tetsunosuke]

はい。コードブロックはこれで問題ありません！

[退会済みユーザー]

matrix.txtを作成、sample input 内の数字を入れ保存、Pythonで出力し
[[2, 2], [1, 2], [3, 4], [2, 1], [5], [6]]となりました。そして[2, 2]をそれぞれm1Row= a[0][0]
m1Column= a[0][1]へ。
[1,2] [3,4]を、for文で繰り返そうしましたがよくわからなくなってしまい、質問させていただいた次第です。

[tetsunosuke]

問題文をちゃんと日本語で解釈してほしいです。

このサンプルの6行は、以下のようになっているはずです。

1行目：最初の行列Aは2x2行列であることを表す
2 2
2-3行目：2x2行列の中身を表す
1 2
3 4
4行目：次の行列Bは2x1行列であることを表す
5-6行目: 2x1行列の中身を表す
5
6

したがってこの場合の計算は
AxBの結果として、
1*5 + 2*4 = 17
3*5 + 4*6 = 39
よって、
17
39
という出力を得る

ということですよね。

つまり、まずやるべきなのは、
AとBという行列をどう生成するか、そのために何行何列の行列かを指示したファイルの行を読み、その分だけ必要なデータを数行読み込んで配列にして、また行列の構成を指示した行を読んで、その分だけ必要なデータを読む

ということですよね？

Answer 1

Python の標準ライブラリだけ使って書くと以下のようになります。

手順

1. ファイルから読み込み、空白で分割する。分割したリストをトークンとする。
2. トークンから2個読み込み、行数と列数とする。
3. トークンから行数 * 列数個読み込み、各成分の値とする。
4. 2, 3 をもう一度繰り返す。
5. 読み込んだ2つの行列の行列積を計算する。

サンプルコード

入力ファイル

2 2
1 2
3 4
2 1
5
6

コード

with open("matrix.txt") as f:
    # ファイルを読み込み、空白で分割する。
    tokens = list(map(int, f.read().split()))

def read_matrix(tokens):
    '''tokens から行列を1つ読み込む。
    '''
    rows = tokens.pop(0)
    cols = tokens.pop(0)
    matrix = []
    for i in range(rows):
        row = [tokens.pop(0) for j in range(cols)]
        matrix.append(row)
    return matrix

def print_matrix(matrix):
    '''行列を表示する。
    '''
    for row in matrix:
        print(' '.join(map(str, row)))

a = read_matrix(tokens)
b = read_matrix(tokens)
print_matrix(a)
print_matrix(b)

# a の列数と b の行数が一致していないと行列積は定義されない。
if len(a[0]) != len(b):
    print("invalid matrix combination")
    exit(1)

# 行列積計算 (ijk-algorithm)
ret = [[0 for x in range(len(b[0]))] for y in range(len(a))]
for i in range(len(a)):
    for j in range(len(b[0])):
        for k in range(len(a[0])):
            ret[i][j] += a[i][k] * b[k][j]
print_matrix(ret)

出力

17
39

Answer 2

とりあえず、

2 2
1 2
3 4
2 1
5
6

という入力は

2 2
1 2
3 4

と

2 1
5
6

に分かれるということを理解する必要があるでしょう。

1つの行列を表すフォーマット

行の数 列の数
行列の表現

だから、↓のようなリストをまずは作る必要があります。

a = [[1,2],
     [3,4]]
b = [[5],
     [6]]

# あるいはまとめてリストに格納。こっちの方が処理が書きやすいメリットがある
[[[1,2],[3,4]], [[5],[6]]]

行列積の計算はなんとかしましょう。面倒くさいけどループ回せばできます。

---

質問文のコードを見る限りだと、明らかに実力以上のものに取り組まれていると思います。たとえばfor m1 in m1Row:は整数をforでループさせようとしているので、ひと目見ておかしいなと思う訳です。インデントとかの不揃いさも、慣れていないことを伺わせます。

自分で選んだ課題なら、もう少し基礎的なところからコツコツやることを考えましょう。学校・職場で出されたものなら、単位・給料よさらばということになるかもしれません。