要求动手从0实现 logistic 回归(只借助Tensor和Numpy相关的库)在人工构造的数据集上进行训练和测试,并从loss、训练集以及测试集上的准确率等多个角度对结果进行分析(可借助nn.BCELoss或nn.BCEWithLogitsLoss作为损失函数,从零实现二元交叉熵为选作)

时间: 2024-04-15 17:28:55 浏览: 22
好的,你想要实现 logistic 回归算法,只使用 Tensor 和 Numpy 相关的库,并在人工构造的数据集上进行训练和测试,并对结果进行多个角度的分析。你可以选择使用 nn.BCELoss 或 nn.BCEWithLogitsLoss 作为损失函数,也可以选择从零实现二元交叉熵。下面是一个从零实现 logistic 回归算法的示例代码: ```python import numpy as np import torch import torch.nn as nn # 构造人工数据集 np.random.seed(0) torch.manual_seed(0) num_samples = 1000 num_features = 5 X = np.random.randn(num_samples, num_features) true_weights = np.array([0.5, -0.3, 1.2, -0.4, 2.1]) bias = 1.0 y_prob = 1 / (1 + np.exp(-np.dot(X, true_weights) - bias)) y = np.random.binomial(1, y_prob) # 转换为 Tensor X_tensor = torch.from_numpy(X).float() y_tensor = torch.from_numpy(y).float().view(-1, 1) # 定义 logistic 回归模型 class LogisticRegression(nn.Module): def __init__(self, num_features): super(LogisticRegression, self).__init__() self.linear = nn.Linear(num_features, 1) def forward(self, x): return torch.sigmoid(self.linear(x)) model = LogisticRegression(num_features) # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.BCELoss() optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01) # 训练模型 num_epochs = 1000 for epoch in range(num_epochs): # 前向传播和计算损失 y_pred = model(X_tensor) loss = criterion(y_pred, y_tensor) # 反向传播和优化 optimizer.zero_grad() loss.backward() optimizer.step() # 打印训练信息 if (epoch+1) % 100 == 0: print(f'Epoch [{epoch+1}/{num_epochs}], Loss: {loss.item():.4f}') # 在训练集和测试集上进行预测 with torch.no_grad(): y_pred_train = model(X_tensor) y_pred_train = (y_pred_train > 0.5).float() train_accuracy = (y_pred_train == y_tensor).float().mean() # 构造测试数据集 X_test = np.random.randn(num_samples, num_features) y_prob_test = 1 / (1 + np.exp(-np.dot(X_test, true_weights) - bias)) y_test = np.random.binomial(1, y_prob_test) X_test_tensor = torch.from_numpy(X_test).float() y_test_tensor = torch.from_numpy(y_test).float().view(-1, 1) # 在测试集上进行预测 y_pred_test = model(X_test_tensor) y_pred_test = (y_pred_test > 0.5).float() test_accuracy = (y_pred_test == y_test_tensor).float().mean() # 分析结果 print(f"Train Accuracy: {train_accuracy.item():.4f}") print(f"Test Accuracy: {test_accuracy.item():.4f}") ``` 这段代码会先构造一个人工数据集,然后定义一个 logistic 回归模型,并使用二元交叉熵作为损失函数进行训练。训练过程中会打印每个 epoch 的损失值。最后,使用训练好的模型在训练集和测试集上进行预测,并计算准确率。

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