このチャレンジでは、**polars** を使用して大規模データセットに対する効率的なデータ集約を行います。具体的には、大きなDataFrameを1つの列でグループ化し、各グループごとに別の列の平均値を計算します。これはデータ分析でよく使われる操作であり、特にビッグデータを扱う際に、すべてのデータを一度にメモリに読み込まずにデータのサブセットから要約や洞察を抽出するのに役立ちます。

import unittest
import sys
import subprocess
import importlib
import ast
import re
import polars as pl

class TestTask(unittest.TestCase):
    def setUp(self):
        self.module = importlib.import_module("user_code")

    def test_returns_dataframe_with_one_row_per_group(self):
        df = pl.DataFrame({
            "group": ["X", "Y", "X", "Z", "Y", "Z", "X"],
            "score": [5, 10, 15, 20, 30, 40, 25]
        })
        result = self.module.groupby_mean(df, "group", "score")
        _dynamic_test(
            self,
            isinstance(result, pl.DataFrame),
            "Returned object is a polars DataFrame",
            f"Returned object is not a polars DataFrame: {type(result)}"
        )
        unique_groups = set(df["group"].to_list())
        _dynamic_test(
            self,
            result.height == len(unique_groups),
            "Returned DataFrame has one row per unique group value",
            f"Expected {len(unique_groups)} groups, got {result.height} rows"
        )

    def test_correct_mean_computation(self):
        df = pl.DataFrame({
            "team": ["A", "B", "A", "B", "A"],
            "points": [10, 20, 30, 40, 50]
        })
        result = self.module.groupby_mean(df, "team", "points")
        expected = {
            "A": (10 + 30 + 50) / 3,
            "B": (20 + 40) / 2
        }
        for row in result.iter_rows(named=True):
            group = row["team"]
            mean_val = row.get("mean_points")
            _dynamic_test(
                self,
                group in expected and abs(mean_val - expected[group]) < 1e-6,
                f"Mean for group {group} is correct",
                f"Expected mean {expected[group]} for group {group}, got {mean_val}"
            )

    def test_column_naming(self):
        df = pl.DataFrame({
            "cat": ["a", "b", "a"],
            "val": [1, 2, 3]
        })
        result = self.module.groupby_mean(df, "cat", "val")
        _dynamic_test(
            self,
            "mean_val" in result.columns,
            "Returned DataFrame column is named correctly as 'mean_val'",
            f"Returned DataFrame columns: {result.columns}"
        )

    def test_works_with_any_dataframe(self):
        df = pl.DataFrame({
            "city": ["NY", "LA", "NY", "SF"],
            "temp": [70, 80, 60, 65],
            "humidity": [30, 40, 50, 60]
        })
        # Test grouping by city, mean of temp
        result = self.module.groupby_mean(df, "city", "temp")
        expected = {
            "NY": (70 + 60) / 2,
            "LA": 80,
            "SF": 65
        }
        for row in result.iter_rows(named=True):
            group = row["city"]
            mean_val = row.get("mean_temp")
            _dynamic_test(
                self,
                group in expected and abs(mean_val - expected[group]) < 1e-6,
                f"Mean for city {group} is correct",
                f"Expected mean {expected[group]} for city {group}, got {mean_val}"
            )

def _dynamic_test(test_case, condition, success_message, failure_message):
    if condition:
        test_case._testMethodName = success_message
        test_case.assertTrue(True, success_message)
    else:
        test_case._testMethodName = failure_message
        test_case.fail(failure_message)

def normalize_text(text):
    text = text.lower()
    text = re.sub(r"\\s{2,}", " ", text)
    text = re.sub(r"\\s*([,:?])\\s*", r"\\1 ", text)
    return text.strip()

def change_var(code: str, var_name: str, value: str) -> str:
    tree = ast.parse(code)
    lines = code.splitlines()
    changed = False
    # Collect all assignment nodes to modify
    assign_nodes = [
        (i, node)
        for i, node in enumerate(tree.body)
        if isinstance(node, ast.Assign)
        and any(isinstance(target, ast.Name) and target.id == var_name for target in node.targets)
    ]

    # If nothing to change, return unmodified code
    if not assign_nodes:
        return code

    # Perform replacements for all matching assignments (from last to first to not break line offsets)
    for i, node in reversed(assign_nodes):
        start_line = node.lineno - 1
        line = lines[start_line]
        indent = ' ' * (len(line) - len(line.lstrip()))
        lines[start_line] = f"{indent}{var_name} = {value}"
        next_line = len(lines)
        for next_node in tree.body[i+1:]:
            if hasattr(next_node, 'lineno'):
                next_line = next_node.lineno - 1
                break
        if next_line > start_line + 1:
            lines[start_line+1:next_line] = []
        changed = True

    return '\\n'.join(lines) if changed else code

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


test_main.py

実践的かつハンズオンのコースで、現実世界の大規模データ課題に取り組む意欲的なデータサイエンティスト向けです。Pythonと主要なライブラリを用いて、大規模データセットの効率的な処理、サンプリング、分析方法を学びます。各セクションには、分かりやすいビデオ解説とインタラクティブな課題が含まれており、専門知識を身につけることができます。

メモリに収まりきらない大規模データセットを扱うための基礎的な戦略として、チャンク処理やストリーミング手法を学びます。

オーバーサンプリングやアンダーサンプリングを含む、大規模データセットのバランス調整およびサンプリング手法を探求します。

高速かつメモリ効率の良いデータ処理のためにpolarsライブラリを使用する方法を学習します。

チャレンジ：Polarsによるデータ集約

解答