pytorch写对抗神经网络学习波士顿房价,且数据划分为训练集和测试集,且batch size为128

时间: 2024-02-18 09:02:09 浏览: 28
好的,我可以帮你解答这个问题。 首先,对抗神经网络(GAN)是一种非监督学习方法,它由生成器和判别器两个部分组成。在波士顿房价预测问题中,可以将生成器看作是一个生成房价的模型,判别器则是一个用于判断输入数据是否为真实房价的模型。两个模型通过对抗训练的方式来提高性能。 接下来,我们需要准备数据。波士顿房价数据集可以通过PyTorch内置的数据集`torchvision.datasets`来获取。我们可以使用`torch.utils.data.DataLoader`类来创建数据加载器,并将数据分为训练集和测试集。 ```python import torch from torchvision.datasets import BostonHousing from torch.utils.data import DataLoader, random_split # 加载数据集 dataset = BostonHousing(root='.', download=True) # 将数据集分为训练集和测试集 train_dataset, test_dataset = random_split(dataset, [400, 106]) # 创建数据加载器 train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=128, shuffle=True) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=128, shuffle=True) ``` 接下来,我们可以定义生成器和判别器模型。在这里,我们可以使用多层感知器(MLP)来作为生成器和判别器的基本模型。生成器的输入为随机噪声,输出为生成的房价数据。判别器的输入为真实房价或生成的房价数据,输出为0或1,表示输入数据的真假。 ```python import torch.nn as nn class Generator(nn.Module): def __init__(self, input_dim=100, output_dim=13*3): super(Generator, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_dim, 128) self.fc2 = nn.Linear(128, 256) self.fc3 = nn.Linear(256, output_dim) self.relu = nn.ReLU() self.tanh = nn.Tanh() def forward(self, z): out = self.fc1(z) out = self.relu(out) out = self.fc2(out) out = self.relu(out) out = self.fc3(out) out = self.tanh(out) return out class Discriminator(nn.Module): def __init__(self, input_dim=13*3): super(Discriminator, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_dim, 256) self.fc2 = nn.Linear(256, 128) self.fc3 = nn.Linear(128, 1) self.relu = nn.ReLU() self.sigmoid = nn.Sigmoid() def forward(self, x): out = self.fc1(x) out = self.relu(out) out = self.fc2(out) out = self.relu(out) out = self.fc3(out) out = self.sigmoid(out) return out ``` 接下来,我们可以定义训练过程。在每个epoch中,我们会先更新判别器的参数,然后再更新生成器的参数。对于判别器的loss,我们使用二元交叉熵损失函数。对于生成器的loss,我们使用判别器的输出作为目标值,使用均方误差损失函数。 ```python import torch.optim as optim # 定义模型 generator = Generator() discriminator = Discriminator() # 定义优化器 g_optimizer = optim.Adam(generator.parameters(), lr=0.0002) d_optimizer = optim.Adam(discriminator.parameters(), lr=0.0002) # 定义损失函数 criterion = nn.BCELoss() # 训练过程 num_epochs = 100 for epoch in range(num_epochs): for i, (real_data, _) in enumerate(train_loader): batch_size = real_data.size(0) # 训练判别器 discriminator.zero_grad() # 真实数据 real_data = real_data.view(batch_size, -1) real_label = torch.ones(batch_size, 1) real_prob = discriminator(real_data) real_loss = criterion(real_prob, real_label) # 生成数据 noise = torch.randn(batch_size, 100) fake_data = generator(noise) fake_label = torch.zeros(batch_size, 1) fake_prob = discriminator(fake_data.detach()) fake_loss = criterion(fake_prob, fake_label) # 总loss d_loss = real_loss + fake_loss d_loss.backward() d_optimizer.step() # 训练生成器 generator.zero_grad() noise = torch.randn(batch_size, 100) fake_data = generator(noise) fake_label = torch.ones(batch_size, 1) fake_prob = discriminator(fake_data) g_loss = criterion(fake_prob, fake_label) g_loss.backward() g_optimizer.step() # 打印loss print("Epoch [{}/{}], d_loss: {:.4f}, g_loss: {:.4f}" .format(epoch+1, num_epochs, d_loss.item(), g_loss.item())) ``` 最后,在测试集上评估模型的性能。我们可以使用均方误差(MSE)来评估生成器生成的房价数据与真实房价数据的差距。 ```python # 测试过程 mse = nn.MSELoss() with torch.no_grad(): for test_data, _ in test_loader: batch_size = test_data.size(0) real_data = test_data.view(batch_size, -1) noise = torch.randn(batch_size, 100) fake_data = generator(noise) mse_loss = mse(fake_data, real_data) print("MSE loss on test set: {:.4f}".format(mse_loss.item())) ``` 希望这个代码示例能够帮助你更好地理解如何使用PyTorch实现对抗神经网络。

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