हाडियन को कोडगॉल्फ


22

एक मैट्रिक्स के हाफ़ियन के लिए कोडगुल्फ़ लिखना चुनौती है । एक की Hafnian 2n-by- 2nसममित मैट्रिक्स Aके रूप में परिभाषित किया गया है:

यहां छवि विवरण दर्ज करें

यहाँ S 2n पूर्णांक के सभी क्रमपरिवर्तन के सेट को दर्शाता 1है 2n, जो कि है [1, 2n]

विकिपीडिया लिंक आसन्न मैट्रिसेस के बारे में बात करता है, लेकिन आपके कोड को किसी भी वास्तविक मूल्यवान सममित इनपुट मैट्रिस के लिए काम करना चाहिए।

हाफियन के अनुप्रयोगों में रुचि रखने वालों के लिए, मैथवेटफ्लो लिंक कुछ और चर्चा करता है।

आपका कोड इनपुट ले सकता है, लेकिन यह इच्छानुसार और किसी भी समझदार प्रारूप में आउटपुट देता है, लेकिन कृपया अपने उत्तर में एक पूर्ण काम किए गए उदाहरण को शामिल करें जिसमें आपके कोड को इनपुट की आपूर्ति करने के लिए स्पष्ट निर्देश शामिल हैं।

इनपुट मैट्रिक्स हमेशा वर्गाकार होता है और 16 से अधिकतम 16 पर होगा। विषम मैट्रिक्स के खाली मैट्रिक्स या मैट्रिक्स को संभालने में सक्षम होने की आवश्यकता नहीं है।

संदर्भ कार्यान्वयन

यहाँ श्री Xcoder से कुछ उदाहरण अजगर कोड है।

from itertools import permutations
from math import factorial

def hafnian(matrix):
    my_sum = 0
    n = len(matrix) // 2
    for sigma in permutations(range(n*2)):
        prod = 1
        for j in range(n):
            prod *= matrix[sigma[2*j]][sigma[2*j+1]]
        my_sum += prod
    return my_sum / (factorial(n) * 2 ** n)


print(hafnian([[0, 4.5], [4.5, 0]]))
4.5
print(hafnian([[0, 4.7, 4.6, 4.5], [4.7, 0, 2.1, 0.4], [4.6, 2.1, 0, 1.2], [4.5, 0.4, 1.2, 0]])
16.93
print(hafnian([[1.3, 4.1, 1.2, 0.0, 0.9, 4.4], [4.1, 4.2, 2.7, 1.2, 0.4, 1.7], [1.2, 2.7, 4.9, 4.7, 4.0, 3.7], [0.0, 1.2, 4.7, 2.2, 3.3, 1.8], [0.9, 0.4, 4.0, 3.3, 0.5, 4.4], [4.4, 1.7, 3.7, 1.8, 4.4, 3.2]])
262.458

विकी पेज को अब (2 मार्च 2018) को श्रीवत्सर द्वारा अपडेट किया गया है ताकि हाफियन की गणना का एक अलग तरीका शामिल किया जा सके। इस गोल्फ को देखना काफी दिलचस्प होगा।


5
मुझे लगता है कि यह हफ़्ते के अनौपचारिक विवरण के साथ पचाना आसान होगा। ऐसा कुछ है, n मैट्रिक्स प्रविष्टियों के सभी सबसेट ले लो, जहां उनकी n पंक्ति सूचकांकों और n कॉलम सूचक 1..2n का विभाजन बनाते हैं, प्रत्येक के उत्पाद लेते हैं, उन्हें जोड़ते हैं, और राशि को स्केल करते हैं।
xnor

जवाबों:


9

आर , 150 142 127 119 बाइट्स

function(A,N=nrow(A),k=1:(N/2)*2)sum(apply(gtools::permutations(N,N),1,function(r)prod(A[cbind(r[k-1],r[k])])))/prod(k)

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

मैट्रिक्स को अनुक्रमित करने के लिए इसी उत्तर को खोजते हुए उसी चाल का उपयोग करता हूं P, और @Vlo ने for-6 बाइट्स के लिए लूप को पूरी तरह से हटाने के लिए एक दृष्टिकोण का सुझाव दिया !

एक नया परीक्षण मामला बनाने के लिए, आप कर सकते हैं matrix(c(values,separated,by,commas,going,across,rows),nrow=2n,ncol=2n,byrow=T)

स्पष्टीकरण: (कोड समान है; यह लूप के applyबजाय उपयोग करता है forलेकिन तर्क अन्यथा समान है)।

function(A){
N <- nrow(A)                   #N = 2*n
k <- 1:(N/2) * 2               #k = c(2,4,...,N) -- aka 2*j in the formula
P <- gtools::permutations(N,N) #all N-length permutations of 1:N
for(i in 1:nrow(P))
 F <- F + prod(A[cbind(P[i,k-1],P[i,k])]) # takes the product of all A_sigma(2j-1)sigma(2j) for fixed i and adds it to F (initialized to 0)
F / prod(k)                    #return value; prod(k) == n! * 2^n
}


लागू 2 बाइट्स से सस्ता है, जो अतिरिक्त 4 बाइट्स को एक साथ अन्य लाइनों को cramming करके बचत करने की अनुमति देता है। tio.run/##PY6xDoIwEIZ3nsLxzpxiS4ymkYEXYHIjDFDEEKBtSokS47PX4sDw5// यह भी दिलचस्प है कि कैसे आधार R में सांख्यिकीय प्रोग्रामिंग भाषा के लिए क्रमपरिवर्तन फ़ंक्शन का अभाव है
Vlo

@ बहुत अच्छा! हम स्थानांतरित कर सकते हैं Nऔर kसमारोह तर्क में एक बयान करने के लिए इसे प्राप्त करने के लिए, को दूर करने {}और एक अन्य दो बाइट्स की बचत।
ग्यूसेप

@Giuseppe डार यह भूल जाते हैं कि आप उन्हें फ़ंक्शन आर्ग में परिभाषित कर सकते हैं। कुछ मिनट बिताए उन चरों को ...
वलो

8

अजगर , 24 बाइट्स

sm*Fmc@@Qhkek2d{mScd2.pU

यहाँ कोशिश करो!


पुराना संस्करण, 35 बाइट्स

*c1**FK/lQ2^2Ksm*Fm@@Q@dtyk@dykK.pU

यहाँ कोशिश करो!


3
वर्तमान में लीड लेकिन आपको आने वाले जेली उत्तरों से डरना होगा .... :)

एह जेली मुझे लगभग 10 बाइट्स से हरा देगी। पायथ नौकरी के लिए सबसे अच्छा साधन नहीं है
श्री एक्सकोडर

05AB1E यह देख रहा है कि यह पाइथ को भी बांध सकता है (विश्वास करें या नहीं, अंत में एक मैट्रिक्स चुनौती जहां a[b]प्रतिस्पर्धा करने के लिए पर्याप्त है)।
मैजिक ऑक्टोपस Urn

@MagicOctopusUrn मेरे पास पहले से ही एक 05AB1E समाधान है जो Pyth को धड़कता है :-) इसे पोस्ट नहीं करने जा रहा है (अभी के लिए, कम से कम)
Mr. Xcoder

क्या यह xÍysè<¹sès·<ysè<èलामो की तर्ज पर कुछ है ? पीएस माइन 40 बाइट्स है और इतनी अच्छी तरह से काम नहीं कर रहा है, इसलिए इसे पोस्ट करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें, अनिश्चित है कि मुझे घर जाने से पहले समाप्त करने में सक्षम है।
मैजिक ऑक्टोपस Urn

6

स्टैक्स , 23 22 19 17 बाइट्स

ü;Y╙◘▌Φq↓ê²╧▐å↑┌C

इसे ऑनलाइन चलाएं और डीबग करें

इसी कार्यक्रम का संबंधित एएससीआई प्रतिनिधित्व है।

%r|TF2/{xsE@i^H/m:*+

कार्यक्रम कुछ फ्लोटिंग पॉइंट राउंडिंग त्रुटि से ग्रस्त है। विशेष रूप से, इसके 33673.5000000011बजाय रिपोर्ट करता है 33673.5। लेकिन मुझे लगता है कि सटीकता स्वीकार्य है जो यह कार्यक्रम फ्लोटिंग पॉइंट वैल्यू पर काम करता है। यह भी बहुत धीमा है, इस मशीन पर उदाहरण इनपुट के लिए लगभग एक मिनट लग रहा है।

%                             get size of matrix
 r|T                          get all permutations of [0 ... size-1]
    F                         for each, execute the rest of the program
     2/                       get consecutive pairs
       {        m             map each pair... 
        xsE@                      the matrix element at that location
            i^H/                  divided by 2*(i+1) where i=iteration index
                 :*           product of array
                   +          add to running total

1
बहुत प्रभावशाली!

5

05AB1E , 21 बाइट्स

ā<œε2ô{}Ùεε`Isèsè;]PO

इसे ऑनलाइन आज़माएं!


पुराना संस्करण, 32 बाइट्स

āœvIg;©Lε·UIyX<èèyXèè}P}Oθ®!/®o/

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

यह काम किस प्रकार करता है?

āœvIg;©Lε·UIyX<èèyXèè}P}Oθ®!/®o/ – Full program. Argument: A matrix M.
ā                                – The range [1 ... len(M)].
 œ                               – Permutations.
  v                    }         – Iterate over the above with a variable y.
   Ig;©                          – Push len(M) / 2 and also store it in register c.
       Lε            }           – For each integer in the range [1 ... ^]:
         ·U                      – Double it and store it in a variable X.
            yX<                  – Push the element of y at index X-1.
           I   è                 – And index with the result into M.
                yXè              – Push the element of y at index X.
                   è             – And index with the result into ^^.
                      P          – Take the product of the resulting list.
                        O        – Sum the result of the mapping.
                         θ       – And take the last element*.
                          ®!     – Take the factorial of the last item in register c.
                             ®o  – Raise 2 to the power of the last item in register c.
                            /  / – And divide the sum of the mapping accordingly.

* – Yeah, this is needed because I mess up the stack when pushing so many values in the loop and not popping correctly ;P

1
कोई मज़ाक नहीं èsè, हह ... हाहा ... मैं दंडित हूं।
मैजिक ऑक्टोपस Urn

@MagicOctopusUrn फिक्स्ड ... मैं 05AB1E भूल गया है 0-अनुक्रमित> _ <
श्री एक्सकोडर

3

जेली , 19 बाइट्स

LŒ!s€2Ṣ€QḅL_LịFHP€S

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

वैकल्पिक संस्करण, 15 बाइट्स, पोस्टडेट्स चुनौती

LŒ!s€2Ṣ€QœịHP€S

जेली को अंत में एन-आयामी सरणी अनुक्रमण मिला।

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

यह काम किस प्रकार करता है

LŒ!s€2Ṣ€QœiHP€S  Main link. Argument: M (matrix / 2D array)

L                Take the length, yielding 2n.
 Œ!              Generate all permutations of [1, ..., 2n].
   s€2           Split each permutation into pairs.
      Ṣ€         Sort the pair arrays.
        Q        Unique; deduplicate the array of pair arrays.
                 This avoids dividing by n! at the end.
           H     Halve; yield M, with all of its elements divided by 2.
                 This avoids dividing by 2**n at the end.
         œị      At-index (n-dimensional); take each pair of indices [i, j] and
                 yield M[i][j].
            P€   Take the product the results corresponding the same permutation.
              S  Take the sum of the products.

19-बाइट संस्करण इसी तरह से काम करता है; यह सिर्फ œịखुद को लागू करना है।

...ḅL_LịFH...    Return value: Array of arrays of index pairs. Argument: M

    L            Length; yield 2n.
   ḅ             Convert each pair of indices [i, j] from base 2n to integer,
                 yielding ((2n)i + j).
     _L          Subtract 2n, yielding ((2n)(i - 1) + j).
                 This is necessary because indexing is 1-based in Jelly, so the
                 index pair [1, 1] must map to index 1.
        F        Yield M, flattened.
       ị         Take the indices to the left and get the element at these indices
                 from the array to the right.
         H       Halve; divide all retrieved elements by 2.

3

C (gcc) , 288 285 282 293 292 272 271 बाइट्स

  • दो पोस्ट-इन्क्रीमेंट के साथ और लूप प्लेसमेंट के लिए तीन बाइट्स सहेज कर रखे।
  • Golfed -, anothter बाद वेतन वृद्धि के साथ नगण्य शाखा से पहले दोनों चर initializations ले जाकर तीन बाइट्स सहेजा if(...)...k=0...else...,j=0...करने के लिए if(k=j=0,...)...else...- और एक सूचकांक पारी का प्रदर्शन किया।
  • floatमैट्रिसेस का समर्थन करके आवश्यक ग्यारह बाइट्स ।
  • श्री एक्सकोडर को बाइट का धन्यवाद दिया ; गोल्फ 2*j+++1के लिए j-~j++
  • एक सुपरफ्लोर intचर प्रकार की घोषणा को हटाकर और एक फैक्टरियल फ़ंक्शन का उपयोग न करके बीस बाइट्स सहेजे गए, बल्कि लूप के लिए पहले से मौजूद का उपयोग करके फैक्टरियल मान की गणना करते हैं।
  • गोल्फ से एक बाइट सहेजा S=S/F/(1<<n);करने के लिए S/=F*(1<<n);
float S,p,F;j,i;s(A,n,P,l,o,k)float*A;int*P;{if(k=j=0,o-l)for(;k<l;s(A,n,P,l,o+1))P[o]=k++;else{for(p=-l;j<l;j++)for(i=0;i<l;)p+=P[j]==P[i++];if(!p){for(F=p=1,j=0;j<n;F*=j)p*=A[P[2*j]*2*n+P[j-~j++]];S+=p;}}}float h(A,n)float*A;{int P[j=2*n];S=0;s(A,n,P,j,0);S/=F*(1<<n);}

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व्याख्या

float S,p,F;                    // global float variables: total sum, temporary, factorial
j,i;                            // global integer variables: indices
s(A,n,P,l,o,k)float*A;int*P;{   // recursively look at every permutation in S_n
 if(k=j=0,o-l)                  // initialize k and j, check if o != l (possible  permutation not yet fully generated)
  for(;k<l;s(A,n,P,l,o+1))      // loop through possible values for current possible  permuation position
   P[o]=k++;                    // set possible  permutation, recursively call (golfed into the for loop)
 else{for(p=-l;j<l;j++)         // there exists a possible permutation fully generated
  for(i=0;i<l;)                 // test if the possible permutation is a bijection
   p+=P[j]==P[i++];             // check for unique elements
  if(!p){                       // indeed, it is a permutation
   for(F=p=1,j=0;j<n;F*=j)      // Hafnian product loop and calculate the factorial (over and over to save bytes)
    p*=A[P[2*j]*2*n+P[j-~j++]]; // Hafnian product
   S+=p;}}}                     // add to sum
float h(A,n)float*A;{           // Hafnian function
 int P[j=2*n];S=0;              // allocate permutation memory, initialize sum
 s(A,n,P,j,0);                  // calculate Hafnian sum
 S/=F*(1<<n);}                  // calculate Hafnian

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

इस कार्यक्रम के मूल में निम्नलिखित क्रमपरिवर्तन जनरेटर है जो इसके माध्यम से चलता है S_n। सभी हाफ़ियन अभिकलन बस उस पर निर्माण करते हैं - और आगे गोल्फ।

j,i,p;Sn(A,l,o,k)int*A;{          // compute every element in S_n
 if(o-l)                          // o!=l, the permutation has not fully been generated
  for(k=0;k<l;k++)                // loop through the integers [0, n)
   A[o]=k,Sn(A,l,o+1);            // modify permutation, call recursively
 else{                            // possible permutation has been generated
  for(p=-l,j=0;j<l;j++)           // look at the entire possible permutation
   for(i=0;i<l;i++)p+=A[j]==A[i]; // check that all elements appear uniquely
  if(!p)                          // no duplicat elements, it is indeed a permutation
   for(printf("["),j=0;j<l        // print
   ||printf("]\n")*0;)            //  the
    printf("%d, ",A[j++]);}}      //   permutation
main(){int l=4,A[l];Sn(A,l,0);}   // all permutations in S_4

इसे ऑनलाइन आज़माएं!


1
C उत्तर देने के लिए बहुत अच्छा है लेकिन, जैसा कि आप सुझाव देते हैं, यह वर्तमान में गैर अनुपालन है।

@ लिम्बिक फिक्स्ड। अब floatमैट्रिस का समर्थन करता है ।
जोनाथन फ्रीच

2*j+++1के बराबर है j+j+++1, जो के रूप में ही है j-(-j++-1), इसलिए हम एक बाइट को बचाने के लिए कुशलतापूर्वक j-~j++
बिटवाइड

3

आर , 84 78 बाइट्स

h=function(m)"if"(n<-nrow(m),{for(j in 2:n)F=F+m[1,j]*h(m[v<--c(1,j),v]);F},1)

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

संपादित करें: -6 बाइट्स के लिए Vlo को धन्यवाद।

ऐसा लगता है कि यहां हर कोई मानक संदर्भ एल्गोरिदम को क्रमपरिवर्तन के साथ लागू कर रहा है, लेकिन मैंने संबंधित चुनौती में प्राप्त सामुदायिक ज्ञान का लाभ उठाने की कोशिश की , जो मूल रूप से गोल्फ के बजाय सबसे तेज़ कोड के लिए लक्षित समान कार्य है।

यह पता चला है कि एक ऐसी भाषा के लिए जो hafnian(m) = sum(m[i,j] * hafnian(m[-rows and columns at i,j])मैटरिस (जैसे आर) को स्लाइस करने में अच्छा है, पुनरावर्ती एल्गोरिदम: न केवल तेज है, बल्कि काफी गोल्फ भी है। यहाँ अ-कोडित कोड है:

hafnian<-function(m)
{
    n=nrow(m)
    #Exits one step earlier than golfed version
    if(n == 2) return(m[1,2])
    h = 0
    for(j in 2:n) {
        if(m[1,j] == 0) next
        h = h + m[1,j] * hafnian(m[c(-1,-j),c(-1,-j)])
    }
    h
}

बहुत अच्छा जवाब। -1 Ifको कोष्ठक के साथ बुलाने के लिए , -4 Fआरम्भिक चर के रूप में उपयोग करने के लिए, -1 के nभीतर असाइन करने के लिए iftio.run/##XU/LCsIwELz7FcFTVtOQl1pf1/…
Vlo

साफ! मैं कहता हूं कि इसे स्पीड चैलेंज में पोस्ट करें, लेकिन संभवतः कुछ और अनुकूलन (जैसे थ्रेडिंग) किए जा सकते हैं, और जबकि आर इसकी गति के लिए बिल्कुल ज्ञात नहीं है, इसे संदर्भ के लिए वहां रखना अच्छा होगा ।
ग्यूसेप

इसे बेंचमार्क उद्देश्यों के लिए करें!
व्लो

मैंने वास्तव में गति के लिए यह परीक्षण करने की कोशिश की, लेकिन परिणामों से जल्दी हतोत्साहित हो गया। उसी सटीक एल्गोरिथ्म का उपयोग करके गति चुनौती में सबसे धीमी गति से पायथन जमा करना TIO पर कुछ सेकंड में 24x24 मैट्रिक्स को crunches करता है, लेकिन R बार बाहर। मेरी स्थानीय मशीन पर यह उचित समय में भी प्रतिक्रिया नहीं देता था, यहां तक ​​कि जब पैकेज 'ज्ञापन' से ज्ञापन के साथ सहायता प्राप्त ...
Kirill L.

2

जेली , 29 बाइट्स

LHµ2*×!
LŒ!s€2;@€€Wị@/€€P€S÷Ç

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

मुझे लगता है कि ;@€€Wị@/€€P€हिस्सा होने की संभावना नीचे golfed जा सकता है। जांच करने और स्पष्टीकरण जोड़ने के लिए बाद में वापस आने की आवश्यकता है।


नीचे दिए गए गोल्फ से पहले मेरे समाधान (को छोड़कर J) के लिए समान । जेली दिमाग एक जैसा सोचते हैं ? source
user202729

आपने जिस भाग का उल्लेख किया है, उस भाग को 2 और भाज्य द्वारा दर्शाकर मैं इसे थोड़ा और कम करने में सक्षम था। LḶŒ!s€2ḅL‘ịFZµPS÷JḤ$P$ टीआईओ
मील

@ user202729 haha ​​nice
dylnan

@ मीलों वाह यह बहुत बचत है। मैं इसे अपने जवाब में संपादित करेंगे लेकिन यह इतना अगर आप चाहते हैं अपने खुद के जवाब प्रस्तुत करने के लिए स्वतंत्र लग रहा है सुंदर अलग है
dylnan


2

MATL , 29 24 22 बाइट्स

Zy:Y@!"G@2eZ{)tn:E/pvs

इसे ऑनलाइन आज़माएं! या सभी परीक्षण मामलों को सत्यापित करें: 1 , 2 , 3

यह काम किस प्रकार करता है

Zy       % Size of (implicit) input: pushes [2*n 2*n], where the
         % input is a 2*n × 2*n matrix. 
:        % Range: gives row vector [1 2 ... 2*n]
Y@       % All permutation of that vector as rows of a matrix
!"       % For each permutation 
  G      %   Push input matrix
  @      %   Push current permutation
  2e     %   Reshape as a 2-row array
  Z{     %   Split rows into a cell array of size 2
  )      %   Reference indexing. With a cell array as index this
         %   applies element-wise indexing (similar to sub2ind).
         %   Gives a row vector with the n matrix entries selected
         %   by the current permutation
  t      %   Duplicate
  n:     %   Number of elements, range: this gives [1 2 ... n]
  E      %   Double, element-wise: gives [2 4 ... 2*n]
  /      %   Divide, element-wise
  p      %   Product
  vs     %   Vertically concatenate and sum
         % End (implicit). Display (implicit)



1

पर्ल 6, 86 बाइट्स

{my \n=$^m/2;^$m .permutations.map({[*] .map(->\a,\b{$m[a][b]})}).sum/(2**n*[*] 1..n)}
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