遺伝的アルゴリズムは、進化と同じやり方で候補解の集団を改良します。適応度の高い親を選び、組み合わせ、ランダムな突然変異を加えます。ここでは候補はビット列で、適応度は 1 の個数です (OneMax 問題)。
テストできるように、ランダムな選択はすべて与えられます。N 本の文字列 (N は偶数) から、ペアごとに N 個の子を作ります。ペア k = 0, 1, …, N/2 - 1 について:
- 選択: parent1 はトーナメント
tournaments[2k]の勝者、parent2 はtournaments[2k + 1]の勝者です。トーナメント[i, j]はpopulation[i]とpopulation[j]のうち 1 の多い方が勝ち、同数ならpopulation[i]が勝ちます。 - 交叉 (c =
crossover_points[k]): 子 2k = parent1[0:c] + parent2[c:]、子 2k + 1 = parent2[0:c] + parent1[c:]。
その後、各突然変異 [child, position] を順に適用し、その子のそのビットを反転します。
ga_generation(population, tournaments, crossover_points, mutations) を実装してください。
入力
population: 長さ L の N 本のビット列。
tournaments: 集団のインデックスの N 個のペア。
crossover_points: N/2 個の切断点。それぞれ 1 以上 L - 1 以下。
mutations: [child, position] のペア (空の場合もあります)。
出力
N 個の子を順に返します。
制約
2 ≤ N ≤ 200 (N は偶数)、2 ≤ L ≤ 64
0 ≤ 突然変異の数 ≤ 1,000
例
入力：
mutations = [
[0, 0]
]
population = ["0000", "1111", "1100", "0011"]
tournaments = [
[0, 1],
[2, 3],
[1, 2],
[0, 3]
]
crossover_points = [2, 1]
期待される出力：
["0100", "1111", "1011", "0111"]解説
ペア 0: "1111" が "0000" に勝ち、"1100" と "0011" は同数なので前者が勝ちます。2 ビット目の後で切ると "1100" と "1111"。ペア 1: 親は "1111" と "0011"、1 ビット目の後で切ると "1011" と "0111"。最後に子 0 のビット 0 を反転して "0100"。
入力：
mutations = []
population = ["10", "01"]
tournaments = [
[0, 1],
[1, 0]
]
crossover_points = [1]
期待される出力：
["11", "00"]解説
両方とも 1 が 1 つなので、各トーナメントは最初のインデックスが勝ちます: parent1 = "10"、parent2 = "01"。1 ビット目の後で切ると "11" と "00"。
参考資料
-
例 1 未実行入力：
mutations = [ [0, 0] ] population = ["0000", "1111", "1100", "0011"] tournaments = [ [0, 1], [2, 3], [1, 2], [0, 3] ] crossover_points = [2, 1]期待される出力：["0100", "1111", "1011", "0111"]あなたの出力 -
例 2 未実行入力：
mutations = [] population = ["10", "01"] tournaments = [ [0, 1], [1, 0] ] crossover_points = [1]期待される出力：["11", "00"]あなたの出力
提出時に非公開テスト4件も実行されます。
C#オンラインコンパイラ＆デバッガー
C#コードをオンラインで作成、コンパイル、実行、デバッグできます。Visual Studioなしで、複数ファイルIDEのブレークポイント、ステップ実行、オブジェクト確認を利用できます。
🔷 この C# / .NET オンライン実行ツールについて
CodeUtility C# Executor は、ブラウザ上で本物の C# コードをそのまま書いて実行できるツールです — インストール、Visual Studio のセットアップ、.NET SDK は不要です。安全なサンドボックスで動作し、 .NET ランタイムと C# 9 以降を含むモダンな C# 言語バージョンに対応しています。
このツールは内部で dotnet-script を用いてコードをコンパイル・実行し、.NET 本来の挙動で動かせます。 LINQ、async/await、パターンマッチ、ジェネリクスといった基本から高度な C# 機能まで試せます。
シンプルなスクリプト、関数、ロジックの流れを検証したり、クラス、構造体、継承、インターフェイスなどの概念を — 余計なもののない快適なコーディング環境で探索できます。
C# を学習中でも、アルゴリズムを検証中でも、.NET の機能を実験中でも、CodeUtility C# Executor なら、どのブラウザからでも C# コードをすぐに安全・確実に実行できます。
同じ実行環境で、複数ファイル対応エディター、分離された実行ターミナル、ランタイム別ライブラリ、永続ワークスペース、共有、リアルタイム共同作業を利用できます。
この実行環境の使い方
ランタイムを選択し、ファイルを開くか作成してコードを記述し、［実行］を選択します。出力はターミナルに表示されます。サインインしたユーザーは、ワークスペースにファイルを保存し、ライブラリをインストールして、共有を通じて共同作業できます。
- バージョンを選択して現在のファイルを編集するか、ワークスペース内の別のファイルを開きます。
- コードを実行し、求められた場合はターミナルに入力して、保存された実行履歴を確認します。
- 複数のコードスニペットが必要な作業では、ライブラリ、ワークスペースツール、共有、チャットを利用します。
💡 C# の基本と、上で試せるサンプル
1. 変数と定数の宣言
C# では強い型付けの変数宣言を使います。コンパイル時の定数には const、実行時に決まる定数には readonly を使います。
int age = 30;
double pi = 3.14159;
char grade = 'A';
string name = "Alice";
bool isActive = true;
// 定数
const int MaxUsers = 100;
const string Company = "CodeUtility";2. 条件分岐 (if / switch)
制御フローには if、else if、switch を使います。
int x = 2;
if (x == 1)
{
Console.WriteLine("1");
}
else if (x == 2)
{
Console.WriteLine("2");
}
else
{
Console.WriteLine("その他");
}
switch (x)
{
case 1:
Console.WriteLine("1");
break;
case 2:
Console.WriteLine("2");
break;
default:
Console.WriteLine("その他");
break;
}3. ループ
C# は for、while、foreach ループをサポートします。
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
Console.WriteLine(i);
}
int n = 3;
while (n > 0)
{
Console.WriteLine(n);
n--;
}4. 配列
配列は同じ型の要素を固定長で格納します。
int[] numbers = { 10, 20, 30 };
Console.WriteLine(numbers[1]);5. リストの操作
動的なコレクションには List<T> を使います。
List<int> nums = new List<int> { 1, 2, 3 };
nums.Add(4);
nums.Remove(2);
foreach (int n in nums)
{
Console.Write(n + " ");
}6. コンソール入出力
基本的な入出力には Console.WriteLine と Console.ReadLine を使用します。
Console.Write("あなたの名前を入力してください: ");
string name = Console.ReadLine();
Console.WriteLine($"こんにちは、{name}！");7. 関数
戻り値の型、名前、引数を指定してメソッドを定義します。
int Add(int a, int b)
{
return a + b;
}
Console.WriteLine(Add(3, 4));8. ディクショナリ
Dictionary<TKey, TValue> はキーと値のペアを保持します。
Dictionary<string, int> ages = new Dictionary<string, int>();
ages["Alice"] = 30;
Console.WriteLine(ages["Alice"]);9. 例外処理
実行時エラーは try、catch、finally で扱います。
try
{
throw new Exception("問題が発生しました");
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.Message);
}10. ファイル I/O
ファイル操作には File と StreamReader/StreamWriter を使います。
File.WriteAllText("file.txt", "Hello File");
string text = File.ReadAllText("file.txt");
Console.WriteLine(text);11. 文字列操作
C# の文字列は Length、Substring、Contains などのメソッドを利用できます。
string message = "Hello World";
Console.WriteLine(message.Length);
Console.WriteLine(message.Substring(0, 5));
Console.WriteLine(message.Contains("World"));12. クラスとオブジェクト
C# はクラスとオブジェクトによるオブジェクト指向をサポートします。
class Person
{
public string Name;
public Person(string name) => Name = name;
public void Greet() => Console.WriteLine($"こんにちは、{Name}です");
}
Person p = new Person("Alice");
p.Greet();