构建BP神经网络代码

时间: 2023-11-22 08:47:43 浏览: 56
以下是构建BP神经网络的Python代码,其中包括了数据预处理、模型构建、训练和预测等步骤: ```python import numpy as np # 数据预处理 def preprocess_data(X, y): X = np.array(X) y = np.array(y) X = X / np.max(X) # 归一化 y = y.reshape(-1, 1) return X, y # 激活函数 def sigmoid(x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) # 损失函数 def loss(y_pred, y_true): return np.mean((y_pred - y_true) ** 2) # BP神经网络模型 class BPNeuralNetwork: def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim): self.input_dim = input_dim self.hidden_dim = hidden_dim self.output_dim = output_dim self.W1 = np.random.randn(input_dim, hidden_dim) # 输入层到隐藏层的权重 self.b1 = np.zeros((1, hidden_dim)) # 隐藏层的偏置 self.W2 = np.random.randn(hidden_dim, output_dim) # 隐藏层到输出层的权重 self.b2 = np.zeros((1, output_dim)) # 输出层的偏置 # 前向传播 def forward(self, X): self.z1 = np.dot(X, self.W1) + self.b1 self.a1 = sigmoid(self.z1) self.z2 = np.dot(self.a1, self.W2) + self.b2 self.a2 = sigmoid(self.z2) return self.a2 # 反向传播 def backward(self, X, y_true, y_pred, learning_rate): delta2 = (y_pred - y_true) * self.a2 * (1 - self.a2) dW2 = np.dot(self.a1.T, delta2) db2 = np.sum(delta2, axis=0, keepdims=True) delta1 = np.dot(delta2, self.W2.T) * self.a1 * (1 - self.a1) dW1 = np.dot(X.T, delta1) db1 = np.sum(delta1, axis=0) self.W2 -= learning_rate * dW2 self.b2 -= learning_rate * db2 self.W1 -= learning_rate * dW1 self.b1 -= learning_rate * db1 # 训练模型 def train(self, X, y, epochs, learning_rate): X, y = preprocess_data(X, y) for i in range(epochs): y_pred = self.forward(X) l = loss(y_pred, y) self.backward(X, y, y_pred, learning_rate) if i % 100 == 0: print("Epoch %d: loss = %f" % (i, l)) # 预测 def predict(self, X): X = np.array(X) X = X / np.max(X) # 归一化 y_pred = self.forward(X) return y_pred ```
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