用python实现一个深度强化学习的demo

时间: 2023-07-19 13:46:45 浏览: 63
好的,我可以为您提供一个简单的深度强化学习的demo,使用Python编写,基于OpenAI Gym环境和TensorFlow深度学习框架。以下是详细步骤: 1. 安装依赖库 ``` pip install gym tensorflow ``` 2. 导入必要的库 ```python import gym import tensorflow as tf import numpy as np ``` 3. 定义深度强化学习模型 ```python class DQN: def __init__(self, env, hidden_size=16, lr=0.01, gamma=0.99): self.env = env self.obs_size = env.observation_space.shape[0] self.action_size = env.action_space.n self.hidden_size = hidden_size self.lr = lr self.gamma = gamma self.model = tf.keras.Sequential([ tf.keras.layers.Dense(self.hidden_size, activation='relu', input_shape=(self.obs_size,)), tf.keras.layers.Dense(self.hidden_size, activation='relu'), tf.keras.layers.Dense(self.action_size) ]) self.optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=self.lr) self.loss_fn = tf.keras.losses.MeanSquaredError() def predict(self, obs): return self.model.predict(obs) def train(self, obs, q_values): with tf.GradientTape() as tape: q_values_pred = self.model(obs) loss = self.loss_fn(q_values, q_values_pred) grads = tape.gradient(loss, self.model.trainable_variables) self.optimizer.apply_gradients(zip(grads, self.model.trainable_variables)) def get_action(self, obs, epsilon=0.0): if np.random.random() < epsilon: return np.random.choice(self.action_size) else: q_values = self.predict(obs) return np.argmax(q_values) ``` 4. 定义训练函数 ```python def train_dqn(env, dqn, num_episodes=1000, batch_size=32): for episode in range(num_episodes): obs = env.reset() done = False total_reward = 0.0 while not done: action = dqn.get_action(obs, epsilon=0.1) next_obs, reward, done, _ = env.step(action) total_reward += reward q_values = dqn.predict(obs[np.newaxis]) next_q_values = dqn.predict(next_obs[np.newaxis]) max_next_q_value = np.max(next_q_values) q_values[0, action] = reward + dqn.gamma * max_next_q_value dqn.train(obs[np.newaxis], q_values[np.newaxis]) obs = next_obs if (episode + 1) % 100 == 0: print("Episode:", episode + 1, "Total reward:", total_reward) ``` 5. 创建环境和模型,开始训练 ```python env = gym.make("CartPole-v0") dqn = DQN(env) train_dqn(env, dqn) ``` 在训练完成后,您可以使用以下代码来测试模型: ```python obs = env.reset() done = False total_reward = 0.0 while not done: env.render() action = dqn.get_action(obs) obs, reward, done, _ = env.step(action) total_reward += reward print("Total reward:", total_reward) env.close() ``` 这是一个简单的深度强化学习的demo,它使用DQN算法在CartPole游戏中训练一个智能体。您可以根据需要进行修改和优化,以适应其他环境和任务。

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