要求利用python编写满足以下要求的代码:1.利用torchvision下的MNIST数据集实现卷积神经网络手写数据识别。2.先下载数据,并以0.05的采样率得到测试数据和训练数据3.采用SGD的优化方法4.能够打印出1-50epoch下测试集和训练集的损失函数值的图像5.绘制在1-50epoch下训练集和测试集的准确率,显示在一张图中6.显示所有图片

时间: 2024-03-14 12:47:18 浏览: 16
好的,我已经记录下来了您的要求。以下是Python代码实现: ```python import torch import torchvision import matplotlib.pyplot as plt # 设置随机种子,保证实验的可重复性 torch.manual_seed(1) # 下载MNIST数据集 train_dataset = torchvision.datasets.MNIST(root='./data', train=True, transform=torchvision.transforms.ToTensor(), download=True) test_dataset = torchvision.datasets.MNIST(root='./data', train=False, transform=torchvision.transforms.ToTensor(), download=True) # 以0.05的采样率得到测试数据和训练数据 train_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset=train_dataset, batch_size=32, sampler=torch.utils.data.sampler.SubsetRandomSampler(range(0, len(train_dataset), 20))) test_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset=test_dataset, batch_size=32, sampler=torch.utils.data.sampler.SubsetRandomSampler(range(0, len(test_dataset), 20))) # 定义卷积神经网络模型 class CNN(torch.nn.Module): def __init__(self): super(CNN, self).__init__() self.conv1 = torch.nn.Conv2d(1, 16, kernel_size=5, padding=2) self.conv2 = torch.nn.Conv2d(16, 32, kernel_size=5, padding=2) self.pool = torch.nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2) self.fc1 = torch.nn.Linear(32 * 7 * 7, 1024) self.fc2 = torch.nn.Linear(1024, 10) def forward(self, x): x = self.pool(torch.relu(self.conv1(x))) x = self.pool(torch.relu(self.conv2(x))) x = x.view(-1, 32 * 7 * 7) x = torch.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) return x # 实例化模型和损失函数 model = CNN() criterion = torch.nn.CrossEntropyLoss() # 设置优化器 optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01, momentum=0.9) # 训练模型 train_loss_list = [] test_loss_list = [] train_acc_list = [] test_acc_list = [] for epoch in range(50): # 训练模型 train_loss = 0.0 correct = 0 total = 0 for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader): optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() train_loss += loss.item() _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) total += labels.size(0) correct += (predicted == labels).sum().item() train_loss_list.append(train_loss / len(train_loader)) train_acc_list.append(100 * correct / total) # 测试模型 test_loss = 0.0 correct = 0 total = 0 with torch.no_grad(): for inputs, labels in test_loader: outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) test_loss += loss.item() _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) total += labels.size(0) correct += (predicted == labels).sum().item() test_loss_list.append(test_loss / len(test_loader)) test_acc_list.append(100 * correct / total) # 打印训练和测试损失函数值 print('Epoch %d Training Loss: %.3f Test Loss: %.3f' % (epoch + 1, train_loss_list[-1], test_loss_list[-1])) # 绘制训练和测试损失函数值图像 plt.plot(train_loss_list, label='Training Loss') plt.plot(test_loss_list, label='Test Loss') plt.legend() plt.show() # 绘制训练和测试准确率图像 plt.plot(train_acc_list, label='Training Accuracy') plt.plot(test_acc_list, label='Test Accuracy') plt.legend() plt.show() # 显示所有图片 for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader): for j in range(inputs.size(0)): plt.imshow(inputs[j][0], cmap='gray') plt.show() ```

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