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行列の積

2つの行列を掛け合わせます。ニューラルネットワークのすべての層の裏にある計算です。

このチャレンジで学べること

  • 行と列を掛けて行列の積を求める
  • 形が合うか確かめる
  • 層が行列の積である理由を理解する

問題

原文(英語)を表示

ニューラルネットワークの層、アテンション、そして機械学習の大部分は、突き詰めると行列の積です。n × k の行列 A と k × m の行列 B の積 C = A × B は n × m の行列で、各要素は A の行と B の列の内積です。

C[i][j] = A[i][0] × B[0][j] + A[i][1] × B[1][j] + … + A[i][k-1] × B[k-1][j]

matmul(a, b) を実装してください。

入力

a: n × k の行列。

b: k × m の行列(行数は a の列数と同じ)。

出力

n × m の積の行列を返してください。

制約

1 ≤ n, k, m ≤ 50

-100 ≤ 各値 ≤ 100

例

例 1
入力:
a = [
    [1.0, 2.0],
    [3.0, 4.0]
]
b = [
    [5.0, 6.0],
    [7.0, 8.0]
]

期待される出力:
expected = [
    [19.0, 22.0],
    [43.0, 50.0]
]
入力:
std::vector<std::vector<double>> a = {
    {1.0, 2.0},
    {3.0, 4.0}
};
std::vector<std::vector<double>> b = {
    {5.0, 6.0},
    {7.0, 8.0}
};

期待される出力:
std::vector<std::vector<double>> expected = {
    {19.0, 22.0},
    {43.0, 50.0}
};
入力:
double[][] a = new double[][] {
    new double[] {1.0, 2.0},
    new double[] {3.0, 4.0}
};
double[][] b = new double[][] {
    new double[] {5.0, 6.0},
    new double[] {7.0, 8.0}
};

期待される出力:
double[][] expected = new double[][] {
    new double[] {19.0, 22.0},
    new double[] {43.0, 50.0}
};

解説

C[0][0] = 1×5 + 2×7 = 19、C[0][1] = 1×6 + 2×8 = 22、C[1][0] = 3×5 + 4×7 = 43、C[1][1] = 3×6 + 4×8 = 50。

例 2
入力:
a = [
    [1.0, 0.0, 2.0]
]
b = [
    [3.0],
    [4.0],
    [5.0]
]

期待される出力:
expected = [
    [13.0]
]
入力:
std::vector<std::vector<double>> a = {
    {1.0, 0.0, 2.0}
};
std::vector<std::vector<double>> b = {
    {3.0},
    {4.0},
    {5.0}
};

期待される出力:
std::vector<std::vector<double>> expected = {
    {13.0}
};
入力:
double[][] a = new double[][] {
    new double[] {1.0, 0.0, 2.0}
};
double[][] b = new double[][] {
    new double[] {3.0},
    new double[] {4.0},
    new double[] {5.0}
};

期待される出力:
double[][] expected = new double[][] {
    new double[] {13.0}
};

解説

1 × 3 の行列と 3 × 1 の行列の積は 1 × 1 の行列になります:1×3 + 0×4 + 2×5 = 13。

参考資料

この課題はCodeUtility用に調整されています。上記の説明と制約に従ってください。

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