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Pythonで共役勾配法を解くプログラムでlist同士の減算エラーが解決できない

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peace0417

score 9

numpyを用いない共役勾配法の実装を行いたい

Python言語で共役勾配法の計算を行うプログラムの作成中にlist同士の四則演算にてエラーが出て解決ができないため,解決に向けてのアドバイスをいただけたら幸いです.

発生している問題・エラーメッセージ

TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-296-66f345dc49de> in <module>
      4 #print(b.shape)
      5 
----> 6 ans = cgm(A, b, x0)
      7 #print(ans)

<ipython-input-295-826ff60a9d2a> in cgm(A, b, x_init)
      2     x = x_init
      3 
----> 4     r0 = (b - dot(vec,mat))
      5 
      6     print(r0)

TypeError: unsupported operand type(s) for -: 'list' and 'list'

該当のソースコード

import random
from scipy.io import mminfo,mmread


mat = mmread('tub100.mtx').todense()

random.seed(1)
vec = [[random.randrange(10) for i in range(100)]]

x0 = [(0)*100]
print(type(x0))


def dot(a,b):

    tmp = [[0]*len(b[0]) for i in range(len(a))]

    for i,v in enumerate(a):
        for j,u in enumerate(zip(*b)):
            tmp[i][j] = sum([x*y for x,y in zip(v,u)])

    return tmp
print(dot(*[vec,mat]))


def cgm(A, b, x_init):
    x = x_init
    print(x_init)

    r0 = (b - dot(A,x))

    print(r0)

    p = r0
    k = 0
    for i in range(k < k+1):
        a = dot(r0.T,r0) / dot(dot(p.T, A),p)
        x = x + p*a
        r1 = r0 - dot(A*a, p)
        if np.linalg.norm(r1) < 1.0e-10:
            k = k+1
            return x
        b =  dot(r1.T, r1) / dot(r0.T, r0) 
        p = r1 + b * p
        r0 = r1
    k = k+1
    return x

ans = cgm(A, b, x0)
print(ans)

試したこと

減算でエラーが出ているためsetを用いて計算を行った,
また,list型からarrayやtupleに変換したが解決できなかった.

補足情報(FW/ツールのバージョンなど)

jupyter notebook使用
python version 3.6.5使用
numpyを使用しないで解きたいためndarrayは使わないで解決したいです.

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  • LouiS0616

    2019/07/28 16:59

    listの減算について、どのような結果を期待しているのでしょうか。
    例えば [3, 1, 4, 1] - [2, 7, 1, 8] の結果は何ですか。

    キャンセル

  • peace0417

    2019/07/28 17:13

    ありがとうございます.
    上記減算の場合は[1,-6,3,-7]の出力を期待しています.

    キャンセル

回答 1

checkベストアンサー

+2

組み込みリストには、各要素をまとめて演算してくれるような機能は無いです。
ただし次のように内包表記を使うとわりあい簡潔には書けます。

>>> lp = [3, 1, 4, 1]
>>> le = [2, 7, 1, 8]
>>>
>>> lp - le
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for -: 'list' and 'list'
>>>
>>> [e1 - e2 for e1, e2 in zip(lp, le)]
[1, -6, 3, -7]

各演算に対応する特殊メソッドを定義した独自のリストを作っても良いですが、
その場合劣化版ndarrayが爆誕するだけになりそうなので意義は限りなく薄いです。

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  • 2019/07/29 00:16

    r0 = [e1 - e2 for e1,e2 in zip(b,(dot(A,x)[0]))]としたところ下記のエラーとなりました.

    NameError Traceback (most recent call last)
    <ipython-input-69-672020a5e70c> in <module>
    1 #print(b.shape)
    ----> 2 ans = cgm(A,b,x0)
    3 #print(ans)

    NameError: name 'A' is not defined

    キャンセル

  • 2019/07/29 00:24

    そのエラーは全く別件では。

    キャンセル

  • 2019/07/29 00:34

    何度もすみませんでした.
    質問部分が無事解決し次のエラーが出ていただけでした.
    ベストアンサーとさせていただきます.ありがとうございました.

    キャンセル

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