改用c++实现bp神经网络

时间: 2023-11-23 16:08:20 浏览: 48
以下是使用C++实现BP神经网络的步骤: 1.定义神经元结构体 ```c++ struct Neuron { double output; // 神经元输出值 double gradient; // 神经元梯度 vector<double> outputWeights; // 神经元输出权重 vector<double> deltaOutputWeights; // 神经元输出权重的变化量 unsigned index; // 神经元索引 double sumDOW(const Layer &nextLayer) const; // 计算神经元的误差项 void calcOutputGradients(double targetVal); // 计算输出层神经元的梯度 void calcHiddenGradients(const Layer &nextLayer); // 计算隐藏层神经元的梯度 void updateInputWeights(Layer &prevLayer); // 更新神经元的输入权重 }; ``` 2.定义层结构体 ```c++ typedef vector<Neuron> Layer; class Net { public: Net(const vector<unsigned> &topology); // 构造函数 void feedForward(const vector<double> &inputVals); // 前向传播 void backProp(const vector<double> &targetVals); // 反向传播 void getResults(vector<double> &resultVals) const; // 获取输出层的结果 double getRecentAverageError() const { return m_recentAverageError; } // 获取最近的平均误差 private: vector<Layer> m_layers; // 神经网络的层 double m_error; // 神经网络的误差 double m_recentAverageError; // 最近的平均误差 double m_recentAverageSmoothingFactor; // 平均误差的平滑因子 }; ``` 3.实现构造函数 ```c++ Net::Net(const vector<unsigned> &topology) { unsigned numLayers = topology.size(); for (unsigned layerNum = 0; layerNum < numLayers; ++layerNum) { m_layers.push_back(Layer()); unsigned numOutputs = layerNum == topology.size() - 1 ? 0 : topology[layerNum + 1]; for (unsigned neuronNum = 0; neuronNum <= topology[layerNum]; ++neuronNum) { m_layers.back().push_back(Neuron(numOutputs, neuronNum)); cout << "Made a Neuron!" << endl; } m_layers.back().back().setOutputVal(1.0); } } ``` 4.实现前向传播 ```c++ void Net::feedForward(const vector<double> &inputVals) { assert(inputVals.size() == m_layers[0].size() - 1); for (unsigned i = 0; i < inputVals.size(); ++i) { m_layers[0][i].setOutputVal(inputVals[i]); } for (unsigned layerNum = 1; layerNum < m_layers.size(); ++layerNum) { Layer &prevLayer = m_layers[layerNum - 1]; for (unsigned n = 0; n < m_layers[layerNum].size() - 1; ++n) { m_layers[layerNum][n].feedForward(prevLayer); } } } ``` 5.实现反向传播 ```c++ void Net::backProp(const vector<double> &targetVals) { Layer &outputLayer = m_layers.back(); m_error = 0.0; for (unsigned n = 0; n < outputLayer.size() - 1; ++n) { double delta = targetVals[n] - outputLayer[n].getOutputVal(); m_error += delta * delta; } m_error /= outputLayer.size() - 1; m_error = sqrt(m_error); m_recentAverageError = (m_recentAverageError * m_recentAverageSmoothingFactor + m_error) / (m_recentAverageSmoothingFactor + 1.0); for (unsigned n = 0; n < outputLayer.size() - 1; ++n) { outputLayer[n].calcOutputGradients(targetVals[n]); } for (unsigned layerNum = m_layers.size() - 2; layerNum > 0; --layerNum) { Layer &hiddenLayer = m_layers[layerNum]; Layer &nextLayer = m_layers[layerNum + 1]; for (unsigned n = 0; n < hiddenLayer.size(); ++n) { hiddenLayer[n].calcHiddenGradients(nextLayer); } } for (unsigned layerNum = m_layers.size() - 1; layerNum > 0; --layerNum) { Layer &layer = m_layers[layerNum]; Layer &prevLayer = m_layers[layerNum - 1]; for (unsigned n = 0; n < layer.size() - 1; ++n) { layer[n].updateInputWeights(prevLayer); } } } ``` 6.实现获取输出层结果 ```c++ void Net::getResults(vector<double> &resultVals) const { resultVals.clear(); for (unsigned n = 0; n < m_layers.back().size() - 1; ++n) { resultVals.push_back(m_layers.back()[n].getOutputVal()); } } ```

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