用Keras深度学习框架自定义一个神经网络层

在Keras深度学习框架中，自定义一个神经网络层需要继承`keras.layers.Layer`类，并实现以下方法：`__init__`, `build`, `call` 和 `compute_output_shape`。下面是一个简单的例子，展示如何定义一个带有可学习权重的自定义层：

from keras.layers import Layer
from keras import backend as K

class CustomDenseLayer(Layer):
    def __init__(self, units=32, **kwargs):
        # 初始化自定义层
        # 'units' 表示神经元数量
        self.units = units
        super(CustomDenseLayer, self).__init__(**kwargs)
    
    def build(self, input_shape):
        # 构建层的权重
        # input_shape 包含输入数据的形状信息
        self.kernel = self.add_weight(name='kernel',
                                      shape=(input_shape[-1], self.units),
                                      initializer='uniform',
                                      trainable=True)
        self.bias = self.add_weight(name='bias',
                                    shape=(self.units,),
                                    initializer='zero',
                                    trainable=True)
        super(CustomDenseLayer, self).build(input_shape)
    
    def call(self, inputs):
        # 实现前向传播
        return K.dot(inputs, self.kernel) + self.bias
    
    def compute_output_shape(self, input_shape):
        # 返回层输出的形状
        return input_shape[0], self.units

# 使用自定义层构建模型
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense

model = Sequential()
model.add(CustomDenseLayer(64, input_shape=(100,)))
model.add(Dense(10, activation='softmax'))
model.compile(optimizer='adam', loss='categorical_crossentropy')

在上面的代码中，`CustomDenseLayer` 是一个自定义的全连接层，它具有与标准的`Dense`层类似的功能。我们定义了层的权重和偏置，并在前向传播中应用了它们。此外，我们还定义了`compute_output_shape`方法，以确保Keras知道使用该层后输出数据的形状。