使用python实现感知器算法,求下列模式分类的解向量w1:{(0,0,0),(1,0,0),(1,0,1),(1,1,0)} , w2:{(0,0,1),(0,1,1),(0,1,0),(1,1,1)}
时间: 2024-12-10 14:55:18 浏览: 17
在Python中实现感知器算法,我们通常需要定义一个简单的函数来更新权重,遍历数据集并判断输入是否满足正例或负例,然后调整权重。这里假设我们有一个二分类任务,目标是找到线性决策边界。对于给定的数据点{(0,0,0), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0)} 和 {(0,0,1), (0,1,1), (0,1,0), (1,1,1)},我们可以构建一个单层感知器模型,其中权重\( w_1 \)和\( w_2 \)对应于每个特征。
以下是简单的步骤:
1. 初始化权重向量,比如 \( w_1 = [0, 0, 0] \) 和 \( w_2 = [0, 0, 0] \),或者更一般地,所有权重初始化为零。
2. 定义一个激活函数(如阈值函数,当输入大于某个阈值时返回1,否则返回0),用于计算输入与当前权重的内积之后的预测结果。
3. 遍历训练样本,对于每一个样本(x, y)(x是特征向量,y是标签):
- 计算预测值 \( z = x \cdot w \),这里\( w \)可能是\( w_1 \) 或者 \( w_2 \),取决于标签。
- 如果预测结果与实际标签 \( y \) 相反(即,如果 \( y = 0 \) 而 \( z > 0 \),或 \( y = 1 \) 而 \( z <= 0 \),则更新权重,例如,可以使用梯度上升法:\( w = w + \eta \times y \times x \),这里 \( \eta \) 是学习率。
4. 重复这个过程直到权重不再变化或达到预设迭代次数。
由于这是一个简化的示例,并未包含完整的循环、停止条件和优化算法(如随机梯度下降等),你可以编写一个Python函数来完成上述操作。注意,这只是一个基础版本,实际应用中可能还需要考虑更多的细节,如数据预处理、批量训练和错误处理等。
下面是代码的一个简化版:
```python
import numpy as np
def perceptron_train(X, Y, w, eta=0.1, max_iter=1000):
for _ in range(max_iter):
misclassified_indices = (Y != predict(X, w))
if not misclassified_indices.any():
break
X_misclassified = X[misclassified_indices]
Y_misclassified = Y[misclassified_indices]
w += eta * np.dot(Y_misclassified[:, np.newaxis], X_misclassified)
return w
# 用于预测的功能
def predict(X, w):
return np.sign(np.dot(X, w))
# 输入数据
X = np.array([[0, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 1], [1, 1, 0]])
Y = np.array([0, 0, 1, 1]) # 假设这是对应的标签
# 训练
w1 = perceptron_train(X, Y, np.zeros(3)) # 对于 w1
w2 = perceptron_train(X, Y, np.zeros(3), w=w1) # 对于 w2,基于w1初始状态
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