如何在Python中实现Adaptive Linear Neuron模型,并利用批量梯度下降法进行权重更新?请提供详细的代码示例。
时间: 2024-11-01 16:14:51 浏览: 28
在探索机器学习模型的实现过程中,理解和掌握Adaptive Linear Neuron(AdaLine)模型的关键技术细节是非常有价值的。为了帮助您实现这一目标,推荐参考这份资料:《AdaLine算法详解与实现:从线性激活函数到梯度下降》。该资料详细讲述了AdaLine模型的理论基础以及实现过程中的关键步骤。
参考资源链接:[AdaLine算法详解与实现:从线性激活函数到梯度下降](https://wenku.csdn.net/doc/59rti69o79?spm=1055.2569.3001.10343)
AdaLine模型通过线性激活函数,将输入数据映射到输出层,其权重更新采用梯度下降法,可以有效地最小化模型误差。在批量梯度下降模式下,模型在每次迭代中使用所有训练样本的累积误差来更新权重。
下面是一个使用Python实现AdaLine模型并采用批量梯度下降法进行权重更新的代码示例:
```python
import numpy as np
class AdalineSGD(object):
def __init__(self, eta=0.01, n_iter=10, random_state=1):
self.eta = eta
self.n_iter = n_iter
self.random_state = random_state
def fit(self, X, y):
rgen = np.random.RandomState(self.random_state)
self.w_ = rgen.normal(loc=0.0, scale=0.01, size=1 + X.shape[1])
self.cost_ = []
for _ in range(self.n_iter):
output = ***_input(X)
errors = (y - output)
self.w_[1:] += self.eta * X.T.dot(errors)
self.w_[0] += self.eta * errors.sum()
cost = (errors**2).sum() / 2.0
self.cost_.append(cost)
return self
def net_input(self, X):
return np.dot(X, self.w_[1:]) + self.w_[0]
def activation(self, X):
***_input(X)
def predict(self, X):
return np.where(self.activation(X) >= 0.0, 1, -1)
# 示例使用
if __name__ == '__main__':
# 示例数据集
import pandas as pd
from sklearn import datasets
iris = datasets.load_iris()
X = iris.data[:, [2, 3]]
y = (iris.target != 0) * 2 - 1 # 将标签转换为-1和1
ada = AdalineSGD(n_iter=15, eta=0.01, random_state=1)
ada.fit(X, y)
# 绘制成本函数的变化
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(range(1, len(ada.cost_) + 1), ada.cost_, marker='o')
plt.xlabel('Epochs')
plt.ylabel('Sum-squared-error')
plt.show()
```
在这个示例中,我们首先初始化模型参数,然后在fit方法中对数据进行迭代,计算梯度并更新权重,同时记录下每次迭代的代价函数值。最终,我们使用训练好的模型对数据进行预测。
学习了如何实现AdaLine模型之后,如果您对模型的优化、评价以及与其他机器学习模型的比较感兴趣,建议继续深入研究《AdaLine算法详解与实现:从线性激活函数到梯度下降》这本书,它将帮助您更全面地理解AdaLine模型以及在实际问题中的应用。
参考资源链接:[AdaLine算法详解与实现:从线性激活函数到梯度下降](https://wenku.csdn.net/doc/59rti69o79?spm=1055.2569.3001.10343)
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