Top-k 코사인 이웃 검색

18번 코사인 행렬 의 실전 응용. 행렬을 계산해서 각 쿼리마다 상위 k개의 이웃 인덱스 를 돌려주는 패턴은 벡터 검색 의 가장 기본 루프입니다:

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알고리즘

1. 코사인 유사도 행렬 계산 (N_query, N_db).
2. 각 행을 내림차순 정렬 → 상위 k 인덱스 선택.
3. argsort 는 오름차순이므로 -sim 쓰거나 [:, -k:] 를 뒤집는다.

$\text{top-k}(X_q, X_{db})_i = \text{argsort}(-\text{cos}(X_q, X_{db})_i)[:k]$

과제

함수 top_k_cosine(X_query, X_db, k) 를 완성하세요.

• X_query shape (N_query, D), X_db shape (N_db, D).
• 반환: shape (N_query, k) 정수 인덱스 배열. 각 행은 유사도 내림차순.

테스트 케이스