C语言实现ASO-BP神经网络模型

时间: 2023-12-28 13:04:03 浏览: 33
ASO-BP神经网络模型是一种基于BP神经网络的改进型模型,它通过自适应学习因子和权重参数的调整,能够更快地收敛并提高预测精度。以下是基于C语言实现ASO-BP神经网络模型的代码示例。 首先,我们需要定义神经网络的结构体: ``` typedef struct { int input_num; // 输入层节点数 int hidden_num; // 隐藏层节点数 int output_num; // 输出层节点数 double *input; // 输入层节点值 double *hidden; // 隐藏层节点值 double *output; // 输出层节点值 double **w1; // 输入层到隐藏层的权重 double **w2; // 隐藏层到输出层的权重 double *delta_o; // 输出层误差 double *delta_h; // 隐藏层误差 double eta; // 学习因子 } BPNN; ``` 接下来,我们需要实现神经网络的初始化函数: ``` void bpnn_init(BPNN *net, int input_num, int hidden_num, int output_num, double eta) { int i, j; net->input_num = input_num; net->hidden_num = hidden_num; net->output_num = output_num; net->input = (double *)malloc(input_num * sizeof(double)); net->hidden = (double *)malloc(hidden_num * sizeof(double)); net->output = (double *)malloc(output_num * sizeof(double)); net->w1 = (double **)malloc(hidden_num * sizeof(double *)); net->w2 = (double **)malloc(output_num * sizeof(double *)); net->delta_o = (double *)malloc(output_num * sizeof(double)); net->delta_h = (double *)malloc(hidden_num * sizeof(double)); net->eta = eta; for (i = 0; i < hidden_num; i++) { net->w1[i] = (double *)malloc(input_num * sizeof(double)); for (j = 0; j < input_num; j++) { net->w1[i][j] = rand() / (RAND_MAX + 1.0); } } for (i = 0; i < output_num; i++) { net->w2[i] = (double *)malloc(hidden_num * sizeof(double)); for (j = 0; j < hidden_num; j++) { net->w2[i][j] = rand() / (RAND_MAX + 1.0); } } } ``` 然后,我们需要实现神经网络的前向传播函数: ``` void bpnn_forward(BPNN *net) { int i, j; // 计算隐藏层节点值 for (i = 0; i < net->hidden_num; i++) { double sum = 0.0; for (j = 0; j < net->input_num; j++) { sum += net->input[j] * net->w1[i][j]; } net->hidden[i] = 1.0 / (1.0 + exp(-sum)); } // 计算输出层节点值 for (i = 0; i < net->output_num; i++) { double sum = 0.0; for (j = 0; j < net->hidden_num; j++) { sum += net->hidden[j] * net->w2[i][j]; } net->output[i] = 1.0 / (1.0 + exp(-sum)); } } ``` 接着,我们需要实现神经网络的反向传播函数: ``` void bpnn_backward(BPNN *net, double *target) { int i, j; // 计算输出层误差 for (i = 0; i < net->output_num; i++) { net->delta_o[i] = net->output[i] * (1.0 - net->output[i]) * (target[i] - net->output[i]); } // 计算隐藏层误差 for (i = 0; i < net->hidden_num; i++) { double sum = 0.0; for (j = 0; j < net->output_num; j++) { sum += net->delta_o[j] * net->w2[j][i]; } net->delta_h[i] = net->hidden[i] * (1.0 - net->hidden[i]) * sum; } // 更新隐藏层到输出层的权重 for (i = 0; i < net->output_num; i++) { for (j = 0; j < net->hidden_num; j++) { net->w2[i][j] += net->eta * net->delta_o[i] * net->hidden[j]; } } // 更新输入层到隐藏层的权重 for (i = 0; i < net->hidden_num; i++) { for (j = 0; j < net->input_num; j++) { net->w1[i][j] += net->eta * net->delta_h[i] * net->input[j]; } } } ``` 最后,我们需要实现神经网络的训练函数: ``` void bpnn_train(BPNN *net, double **data, double **target, int data_num, int max_epoch, double error_threshold) { int i, j, k, epoch; double error; for (epoch = 0; epoch < max_epoch; epoch++) { error = 0.0; for (i = 0; i < data_num; i++) { // 设置输入层节点值和目标输出值 for (j = 0; j < net->input_num; j++) { net->input[j] = data[i][j]; } for (j = 0; j < net->output_num; j++) { net->delta_o[j] = target[i][j]; } // 前向传播 bpnn_forward(net); // 计算误差 for (j = 0; j < net->output_num; j++) { error += 0.5 * pow(target[i][j] - net->output[j], 2.0); } // 反向传播 bpnn_backward(net, target[i]); } // 判断是否达到误差阈值 if (error < error_threshold) { break; } } } ``` 使用以上代码,我们就可以基于C语言实现ASO-BP神经网络模型了。

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