この質問をコード レビュー エリアに移動してください。以下のコードがジャンクであることを知っており、重要なフィードバックがあれば完全に書き直したいので、そちらの方が適しています。私はほとんど車輪を再発明しています。
# Description: you are given a bitwise pattern and a string
# you need to find the number of times the pattern matches in the string.
# The pattern is determined by markov chain.
# For simplicity, suppose the ones and zeros as unbiased coin flipping
# that stops as it hits the pattern, below.
#
# Any one liner or simple pythonic solution?
import random
def matchIt(yourString, yourPattern):
"""find the number of times yourPattern occurs in yourString"""
count = 0
matchTimes = 0
# How can you simplify the for-if structures?
# THIS IS AN EXAMPLE HOW NOT TO DO IT, hence Code-Smell-label
# please, read clarifications in [Update]
for coin in yourString:
#return to base
if count == len(pattern):
matchTimes = matchTimes + 1
count = 0
#special case to return to 2, there could be more this type of conditions
#so this type of if-conditionals are screaming for a havoc
if count == 2 and pattern[count] == 1:
count = count - 1
#the work horse
#it could be simpler by breaking the intial string of lenght 'l'
#to blocks of pattern-length, the number of them is 'l - len(pattern)-1'
if coin == pattern[count]:
count=count+1
average = len(yourString)/matchTimes
return [average, matchTimes]
# Generates the list
myString =[]
for x in range(10000):
myString= myString + [int(random.random()*2)]
pattern = [1,0,0]
result = matchIt(myString, pattern)
print("The sample had "+str(result[1])+" matches and its size was "+str(len(myString))+".\n" +
"So it took "+str(result[0])+" steps in average.\n" +
"RESULT: "+str([a for a in "FAILURE" if result[0] != 8]))
# Sample Output
#
# The sample had 1656 matches and its size was 10000.
# So it took 6 steps in average.
# RESULT: ['F', 'A', 'I', 'L', 'U', 'R', 'E']
[アップデート]
ここで理論について少し説明します。おそらく、問題はそのように単純化できます。上記のコードは、A
以下の遷移行列を使用してマルコフ連鎖を構築しようとしています。100
コイントスとイメージできるパターンがそれにあたる。
>>> Q=numpy.matrix('0.5 0.5 0; 0 0.5 0.5; 0 0.5 0')
>>> I=numpy.identity(3)
>>> I
array([[ 1., 0., 0.],
[ 0., 1., 0.],
[ 0., 0., 1.]])
>>> Q
matrix([[ 0.5, 0.5, 0. ],
[ 0. , 0.5, 0.5],
[ 0. , 0.5, 0. ]])
>>> A=numpy.matrix('0.5 0.5 0 0; 0 0.5 0.5 0; 0 0.5 0 0.5; 0 0 0 1')
>>> A
matrix([[ 0.5, 0.5, 0. , 0. ],
[ 0. , 0.5, 0.5, 0. ],
[ 0. , 0.5, 0. , 0.5],
[ 0. , 0. , 0. , 1. ]])
問題のは、上記average
8
のマトリックスの最初の行の値の合計になります。N=(I-Q)^-1
Q
>>> (I-Q)**-1
matrix([[ 2., 4., 2.],
[ 0., 4., 2.],
[ 0., 2., 2.]])
>>> numpy.sum(((I-Q)**-1)[0])
8.0
これで、この明らかにパターンマッチングのみの問題がマルコフ連鎖になることがわかるでしょう。乱雑な for-while-if 条件をマトリックスやマトリックスに似たものに置き換えることができない理由がわかりません。それらを実装する方法はわかりませんが、特に分解する必要がある状態が多い場合は、イテレータを使用して研究することができます。
しかし、Numpy で問題が発生しました。それは何のために、何の-Inf
ためにあるNaN
のでしょうか? (I-Q)**-1
上記のマトリックスから収束する値を確認します。N
からN=I+Q+Q^2+Q^3+...=\frac{I-Q^{n}}{I-Q}
です。
>>> (I-Q**99)/(I-Q)
matrix([[ 2.00000000e+00, 1.80853571e-09, -Inf],
[ NaN, 2.00000000e+00, 6.90799171e-10],
[ NaN, 6.90799171e-10, 1.00000000e+00]])
>>> (I-Q**10)/(I-Q)
matrix([[ 1.99804688, 0.27929688, -Inf],
[ NaN, 1.82617188, 0.10742188],
[ NaN, 0.10742188, 0.96679688]])