连续动作空间的a3c代码及pytorch实现

时间: 2024-01-02 19:04:13 浏览: 47
代码如下: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torch.nn.functional as F import numpy as np import gym import random import time # Hyperparameters learning_rate = 0.0001 gamma = 0.98 n_episode = 3000 max_step = 500 epsilon = 0.1 # Device configuration device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') # Replay buffer class ReplayBuffer(): def __init__(self, buffer_size): self.buffer_size = buffer_size self.buffer = [] def push(self, transition): if len(self.buffer) == self.buffer_size: self.buffer.pop(0) self.buffer.append(transition) def sample(self, batch_size): return random.sample(self.buffer, batch_size) def __len__(self): return len(self.buffer) # Actor-Critic network class ActorCritic(nn.Module): def __init__(self, n_state, n_action): super(ActorCritic, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(n_state, 256) self.fc2 = nn.Linear(256, 128) self.fc3 = nn.Linear(128, 64) self.actor = nn.Linear(64, n_action) self.critic = nn.Linear(64, 1) def forward(self, x): x = F.relu(self.fc1(x)) x = F.relu(self.fc2(x)) x = F.relu(self.fc3(x)) policy = F.softmax(self.actor(x), dim=1) value = self.critic(x) return policy, value # A3C agent class A3C(): def __init__(self, n_state, n_action, buffer_size): self.n_state = n_state self.n_action = n_action self.buffer = ReplayBuffer(buffer_size) self.actor_critic = ActorCritic(n_state, n_action).to(device) self.optimizer = optim.Adam(self.actor_critic.parameters(), lr=learning_rate) def select_action(self, state): state = torch.FloatTensor(state).unsqueeze(0).to(device) policy, _ = self.actor_critic(state) action = torch.multinomial(policy, 1).item() return action def train(self): transitions = self.buffer.sample(batch_size) batch_state, batch_action, batch_reward, batch_next_state, batch_done = zip(*transitions) batch_state = torch.FloatTensor(batch_state).to(device) batch_action = torch.LongTensor(batch_action).unsqueeze(1).to(device) batch_reward = torch.FloatTensor(batch_reward).unsqueeze(1).to(device) batch_next_state = torch.FloatTensor(batch_next_state).to(device) batch_done = torch.FloatTensor(batch_done).unsqueeze(1).to(device) _, batch_value = self.actor_critic(batch_state) _, batch_next_value = self.actor_critic(batch_next_state) td_target = batch_reward + gamma * batch_next_value * (1 - batch_done) td_error = td_target - batch_value # Actor loss log_policy, _ = self.actor_critic(batch_state) log_policy = torch.log(log_policy.gather(1, batch_action)) actor_loss = (-log_policy * td_error.detach()).mean() # Critic loss critic_loss = F.smooth_l1_loss(batch_value, td_target.detach()) # Total loss loss = actor_loss + critic_loss self.optimizer.zero_grad() loss.backward() self.optimizer.step() def run(self): env = gym.make('ContinuousMountainCar-v0') for episode in range(n_episode): state = env.reset().astype(np.float32) episode_reward = 0 for step in range(max_step): if np.random.rand() < epsilon: action = np.random.uniform(-1, 1, (self.n_action,)) else: action = self.select_action(state) next_state, reward, done, _ = env.step(action) next_state = next_state.astype(np.float32) self.buffer.push((state, action, reward, next_state, done)) episode_reward += reward state = next_state if len(self.buffer) > batch_size: self.train() if done: break print('Episode: {}, Reward: {}'.format(episode, episode_reward)) env.close() # Main if __name__ == '__main__': env = gym.make('ContinuousMountainCar-v0') n_state = env.observation_space.shape[0] n_action = env.action_space.shape[0] buffer_size = 10000 batch_size = 128 agent = A3C(n_state, n_action, buffer_size) agent.run() ```

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