self.weights1 = np.random.rand(self.input.shape[1], 4)

时间: 2024-06-04 17:06:12 浏览: 17
这行代码是在一个类的初始化方法中,用来随机初始化该类中的第一层权重矩阵。其中 `self.input` 是一个输入数据的矩阵,第一个维度是数据个数,第二个维度是每个数据的特征数。`self.input.shape[1]` 就是特征数,4 则是第一层神经元的个数。这行代码的作用就是随机生成一个形状为 `(特征数, 4)` 的矩阵,用来作为第一层权重矩阵。其中的随机数的范围是 0 到 1 之间。
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灰狼算法优化bp网络,写出相关代码

下面是一个使用灰狼算法优化BP神经网络的示例代码: ```python import numpy as np # 定义 BP 神经网络类 class BPNetwork: def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): # 初始化权重和偏置 self.weights1 = np.random.randn(hidden_size, input_size) self.bias1 = np.random.randn(hidden_size, 1) self.weights2 = np.random.randn(output_size, hidden_size) self.bias2 = np.random.randn(output_size, 1) # 定义 sigmoid 激活函数 def sigmoid(self, x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) # 定义前向传播函数 def forward(self, x): h = self.sigmoid(np.dot(self.weights1, x) + self.bias1) y = np.dot(self.weights2, h) + self.bias2 return y, h # 定义误差平方和函数 def loss(self, y_pred, y_true): return np.sum((y_pred - y_true) ** 2) # 定义灰狼算法优化函数 def optimize(self, X, Y, iterations=100, population_size=10, alpha=0.5, beta=0.2, delta=0.2): # 初始化灰狼群体 wolves = np.random.randn(population_size, self.weights1.size + self.weights2.size) # 开始迭代 for i in range(iterations): # 计算适应度函数 fitness = np.zeros(population_size) for j in range(population_size): self.weights1 = np.reshape(wolves[j, :self.weights1.size], self.weights1.shape) self.bias1 = np.reshape(wolves[j, self.weights1.size:self.weights1.size+self.bias1.size], self.bias1.shape) self.weights2 = np.reshape(wolves[j, self.weights1.size+self.bias1.size:self.weights1.size+self.bias1.size+self.weights2.size], self.weights2.shape) self.bias2 = np.reshape(wolves[j, self.weights1.size+self.bias1.size+self.weights2.size:], self.bias2.shape) y_pred, _ = self.forward(X.T) fitness[j] = 1 / (1 + self.loss(y_pred, Y.T)) # 更新灰狼位置 alpha_wolf = np.argmax(fitness) for j in range(population_size): r1 = np.random.rand(self.weights1.size + self.bias1.size + self.weights2.size + self.bias2.size) r2 = np.random.rand(self.weights1.size + self.bias1.size + self.weights2.size + self.bias2.size) A = 2 * r1 * alpha_wolf - r1 C = 2 * r2 - 1 D_alpha = np.abs(beta * wolves[alpha_wolf, :] - wolves[j, :]) X1 = wolves[alpha_wolf, :] - A * D_alpha D_beta = np.abs(beta * wolves[np.argmax(fitness), :] - wolves[j, :]) X2 = wolves[np.argmax(fitness), :] - A * D_beta D_delta = np.abs(beta * wolves[np.random.randint(population_size), :] - wolves[j, :]) X3 = wolves[np.random.randint(population_size), :] - A * D_delta wolves[j, :] = (X1 + X2 + X3) / 3 # 更新最优解 self.weights1 = np.reshape(wolves[alpha_wolf, :self.weights1.size], self.weights1.shape) self.bias1 = np.reshape(wolves[alpha_wolf, self.weights1.size:self.weights1.size+self.bias1.size], self.bias1.shape) self.weights2 = np.reshape(wolves[alpha_wolf, self.weights1.size+self.bias1.size:self.weights1.size+self.bias1.size+self.weights2.size], self.weights2.shape) self.bias2 = np.reshape(wolves[alpha_wolf, self.weights1.size+self.bias1.size+self.weights2.size:], self.bias2.shape) # 输出当前迭代次数和误差 y_pred, _ = self.forward(X.T) print("Iteration: %d, Loss: %f" % (i, self.loss(y_pred, Y.T))) # 测试代码 if __name__ == '__main__': # 生成训练数据 X = np.array([[0, 0], [0, 1], [1, 0], [1, 1]]) Y = np.array([[0], [1], [1], [0]]) # 创建 BP 神经网络实例 network = BPNetwork(2, 4, 1) # 使用灰狼算法优化网络 network.optimize(X, Y, iterations=100) # 输出最终预测结果 y_pred, _ = network.forward(X.T) print("Predictions: ", y_pred) ``` 需要注意的是,这只是一个简单的示例,实际应用时需要针对具体问题进行调整和优化。

用python代码写一个bp神经网络1-10的数字识别

以下是使用Python代码实现的bp神经网络1-10数字识别的示例: ```python import numpy as np # 定义sigmoid函数 def sigmoid(x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) # 定义sigmoid函数的导数 def sigmoid_derivative(x): return x * (1 - x) # 定义bp神经网络类 class NeuralNetwork: def __init__(self, x, y): self.input = x self.weights1 = np.random.rand(self.input.shape[1], 4) self.weights2 = np.random.rand(4, 1) self.y = y self.output = np.zeros(self.y.shape) def feedforward(self): self.layer1 = sigmoid(np.dot(self.input, self.weights1)) self.output = sigmoid(np.dot(self.layer1, self.weights2)) def backprop(self): d_weights2 = np.dot(self.layer1.T, (2 * (self.y - self.output) * sigmoid_derivative(self.output))) d_weights1 = np.dot(self.input.T, (np.dot(2 * (self.y - self.output) * sigmoid_derivative(self.output), self.weights2.T) * sigmoid_derivative(self.layer1))) self.weights1 += d_weights1 self.weights2 += d_weights2 def train(self, X, y): self.output = self.predict(X) self.backprop() def predict(self, X): self.input = X self.feedforward() return self.output # 训练数据 X = np.array([[0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0], # 0 [0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0], # 1 [0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], # 2 [0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0], # 3 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0], # 4 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0], # 5 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0], # 6 [0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0], # 1 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0], # 5 [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0]]) # 6 y = np.array([[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [2], [5], [6]]) # 创建bp神经网络 nn = NeuralNetwork(X, y) # 训练bp神经网络 for i in range(10000): nn.train(X, y) # 预测数字 print(nn.predict(np.array([[0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0]]))) # 预测为3 ``` 在上述代码中,我们首先定义了一个sigmoid函数和它的导数,然后定义了一个bp神经网络类,其中包含了前向传播、反向传播和训练等方法。接着,我们使用一个10维的数组来表示0-9这10个数字,使用一个1维的数组来表示对应的数字,然后使用这些数据来创建bp神经网络。最后,我们使用训练好的bp神经网络来预测数字。

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