以前のノートで「NumPy公式チュートリアルを効率的に学習する方法」としてPythonのユニットテストフレームワークを利用したNumPyのテストコードを書く方法を紹介しました。

NumPyの練習問題100 (numpy-unittest-100)

今回はこれを応用してNumPyの練習問題100を作成しました。内容としてはNumPy公式チュートリアルのトピック毎にテストケースがあって、実行結果をAssert文を書いて当てる演習問題です。

サンプル（Indexing に関する演習問題）
（問１）xの部分のコードを書いて正しいAssert文にして下さい。

import unittest
import numpy as np
from numpy.testing import assert_array_equal

# ファンシーなインデックス付けとトリック
class TestArrayIndexing(unittest.TestCase):

   # インデックス配列によるインデックス付け
   def test_fancy_indexing(self):
       vector = np.array([7, 6, 5])
       assert_array_equal(vector[[2, 0, 1]], np.array([x, x, x]))

   # ブール型配列によるインデックス付け
   def test_indexing_with_boolean_arrays(self):
       metrix = np.arange(9).reshape(3, 3)
       assert_array_equal(metrix > 4, np.array([[x, x, x],
                                                [x, x, x],
                                                [x, x, x]]))
   # ブール型配列によるインデックス付け（エレメントの選択）
   def test_indexing_with_selected_elements(self):
       metrix = np.arange(9).reshape(3, 3)
       assert_array_equal(metrix[metrix > 4], np.array([x, x, x, x]))

   # ブール型配列によるインデックス付け（値の代入）
   def test_indexing_with_assignments(self):
       metrix = np.arange(9).reshape(3, 3)
       metrix[metrix > 4] = 0
       assert_array_equal(metrix, np.array([[x, x, x],
                                            [x, x, x],
                                            [x, x, x]]))

if __name__ == '__main__':
   unittest.main()

正解のコード

import unittest
import numpy as np
from numpy.testing import assert_array_equal

# ファンシーなインデックス付けとトリック
class TestArrayIndexing(unittest.TestCase):

   # インデックス配列によるインデックス付け
   def test_fancy_indexing(self):
       vector = np.array([7, 6, 5])
       assert_array_equal(vector[[2, 0, 1]], np.array([5, 7, 6]))

   # ブール型配列によるインデックス付け
   def test_indexing_with_boolean_arrays(self):
       metrix = np.arange(9).reshape(3, 3)
       assert_array_equal(metrix > 4, np.array([[False, False, False],
                                                [False, False, True],
                                                [True, True, True]]))
   # ブール型配列によるインデックス付け（エレメントの選択）
   def test_indexing_with_selected_elements(self):
       metrix = np.arange(9).reshape(3, 3)
       assert_array_equal(metrix[metrix > 4], np.array([5, 6, 7, 8]))

   # ブール型配列によるインデックス付け（値の代入）
   def test_indexing_with_assignments(self):
       metrix = np.arange(9).reshape(3, 3)
       metrix[metrix > 4] = 0
       assert_array_equal(metrix, np.array([[0, 1, 2],
                                            [3, 4, 0],
                                            [0, 0, 0]]))

if __name__ == '__main__':
   unittest.main()

PyCharm(推奨)で実行すると以下のようなテスト結果表示になります。

対応テストケース

・test_array_basic.py（NumPyの基礎）
・test_array_broadcast.py（ブロードキャスト）
・test_array_creation.py（配列の生成）
・test_array_eye.py（単位行列）
・test_array_indexing.py（インデックス参照）
・test_array_operation.py（基本的な操作）
・test_array_reshape.py（形状の操作）
・test_array_select.py（配列の選択）
・test_array_slicing.py（スライス）
・test_array_stack.py（配列のスタック）
・test_array_stats.py（統計関数）
・test_array_ufunc.py（ユニバーサル関数）

numpy-unittest-100

この練習問題は以下のGitHubで公開していますのでローカルにクローンしてPyCharm（推奨）で試してみてはいかがでしょうか。NumPy力のアップの役に立てれば幸いです。

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【参考文献】
NumPy - Quickstart tutorial https://docs.scipy.org/doc/numpy/user/quickstart.html.
@naoya_t - 私訳「暫定的 NumPy チュートリアル」（日本語訳）http://naoyat.hatenablog.jp/entry/2011/12/29/021414.
Python - 26.4. unittest — ユニットテストフレームワーク https://docs.python.jp/3/library/unittest.html.
Rougier - 100 numpy exercises https://github.com/rougier/numpy-100.
東京大学 松尾研究室 - Numpy Test System.