python设计一个BP神经网络对给定的波士顿房价数据进行预测

时间: 2024-05-01 09:19:05 浏览: 61
好的,我会给你提供一个基于Python的BP神经网络的实现,用来预测给定的波士顿房价数据。步骤如下: 1. 导入必要的库 ```python import numpy as np from sklearn.datasets import load_boston from sklearn.preprocessing import scale ``` 2. 加载数据集,对数据进行预处理和划分 ```python # 加载数据集 boston = load_boston() # 对数据进行预处理 X = scale(boston.data) y = boston.target # 随机划分训练集和测试集 np.random.seed(42) idx = np.random.permutation(len(X)) X_train = X[idx[:-100]] y_train = y[idx[:-100]] X_test = X[idx[-100:]] y_test = y[idx[-100:]] ``` 3. 定义BP神经网络模型 ```python class NeuralNetwork: def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim): # 初始化网络参数 self.input_dim = input_dim self.hidden_dim = hidden_dim self.output_dim = output_dim # 初始化网络权重 self.w1 = np.random.randn(input_dim, hidden_dim) self.b1 = np.zeros((1, hidden_dim)) self.w2 = np.random.randn(hidden_dim, output_dim) self.b2 = np.zeros((1, output_dim)) def sigmoid(self, x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) def sigmoid_derivative(self, x): return x * (1 - x) def forward(self, x): # 前向传播 z1 = np.dot(x, self.w1) + self.b1 a1 = self.sigmoid(z1) z2 = np.dot(a1, self.w2) + self.b2 output = z2 return output, a1 def backward(self, x, y, output, a1, learning_rate): # 反向传播 error = output - y delta2 = error delta1 = np.dot(delta2, self.w2.T) * self.sigmoid_derivative(a1) self.w2 -= learning_rate * np.dot(a1.T, delta2) self.b2 -= learning_rate * np.sum(delta2, axis=0, keepdims=True) self.w1 -= learning_rate * np.dot(x.T, delta1) self.b1 -= learning_rate * np.sum(delta1, axis=0) ``` 4. 训练BP神经网络 ```python # 定义网络参数 input_dim = X_train.shape[1] hidden_dim = 10 output_dim = 1 # 定义学习率和训练轮数 learning_rate = 0.1 num_epochs = 1000 # 初始化神经网络 nn = NeuralNetwork(input_dim, hidden_dim, output_dim) # 训练神经网络 for epoch in range(num_epochs): # 前向传播 output, a1 = nn.forward(X_train) # 反向传播 nn.backward(X_train, y_train.reshape(-1, 1), output, a1, learning_rate) # 计算损失函数 loss = np.mean((output - y_train.reshape(-1, 1)) ** 2) if epoch % 100 == 0: print("Epoch %d: loss = %.4f" % (epoch, loss)) ``` 5. 在测试集上进行预测并计算模型的准确率 ```python # 在测试集上进行预测 y_pred, _ = nn.forward(X_test) # 计算模型的准确率 accuracy = np.mean((y_pred - y_test.reshape(-1, 1)) ** 2) print("Accuracy = %.4f" % accuracy) ``` 以上就是基于Python的BP神经网络的实现,用来预测给定的波士顿房价数据。

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