用python写个神经网络的例子,这个问题中你给的答案中,怎么没有反向传播

时间: 2023-06-02 16:01:27 浏览: 43
这是一个简单的基于numpy的三层神经网络的例子,用于分类手写数字数据集MNIST。 ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from tensorflow.keras.datasets import mnist # 加载数据集 (x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data() # 数据预处理 x_train = x_train.reshape((60000, 28*28)).astype('float32') / 255 x_test = x_test.reshape((10000, 28*28)).astype('float32') / 255 y_train = np.eye(10)[y_train] y_test = np.eye(10)[y_test] # 定义模型 class NeuralNetwork: def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): self.weights1 = np.random.randn(input_size, hidden_size) * np.sqrt(2 / input_size) self.biases1 = np.zeros((1, hidden_size)) self.weights2 = np.random.randn(hidden_size, output_size) * np.sqrt(2 / hidden_size) self.biases2 = np.zeros((1, output_size)) def forward(self, x): self.hidden = np.maximum(0, np.dot(x, self.weights1) + self.biases1) self.output = np.dot(self.hidden, self.weights2) + self.biases2 return self.output def predict(self, x): return np.argmax(self.forward(x), axis=1) # 训练模型 nn = NeuralNetwork(784, 100, 10) lr = 0.01 epochs = 10 batch_size = 32 train_loss = [] test_loss = [] train_acc = [] test_acc = [] for epoch in range(epochs): # 随机打乱训练集 permutation = np.random.permutation(len(x_train)) x_train, y_train = x_train[permutation], y_train[permutation] for i in range(len(x_train) // batch_size): # 取出一批数据 x = x_train[i*batch_size:(i+1)*batch_size] y = y_train[i*batch_size:(i+1)*batch_size] # 前向传播 output = nn.forward(x) # 计算损失和准确率 loss = np.mean((output - y)**2) acc = np.mean(np.argmax(output, axis=1) == np.argmax(y, axis=1)) train_loss.append(loss) train_acc.append(acc) # 反向传播更新参数 delta = 2 * (output - y) / batch_size delta_hidden = np.dot(delta, nn.weights2.T) * (nn.hidden > 0) nn.weights2 -= lr * np.dot(nn.hidden.T, delta) nn.biases2 -= lr * np.sum(delta, axis=0, keepdims=True) nn.weights1 -= lr * np.dot(x.T, delta_hidden) nn.biases1 -= lr * np.sum(delta_hidden, axis=0, keepdims=True) # 在测试集上计算损失和准确率 test_output = nn.forward(x_test) test_loss.append(np.mean((test_output - y_test)**2)) test_acc.append(np.mean(np.argmax(test_output, axis=1) == np.argmax(y_test, axis=1))) print(f"Epoch {epoch+1}/{epochs}, train_loss={loss:.4f}, train_acc={acc:.4f}, test_loss={test_loss[-1]:.4f}, test_acc={test_acc[-1]:.4f}") # 显示训练过程中损失和准确率的变化 plt.plot(train_loss, label='train_loss') plt.plot(test_loss, label='test_loss') plt.legend() plt.show() plt.plot(train_acc, label='train_acc') plt.plot(test_acc, label='test_acc') plt.legend() plt.show() ``` 在训练过程中,每次更新参数时都进行了一次反向传播,只不过它被隐藏在了这段代码中: ```python delta = 2 * (output - y) / batch_size delta_hidden = np.dot(delta, nn.weights2.T) * (nn.hidden > 0) nn.weights2 -= lr * np.dot(nn.hidden.T, delta) nn.biases2 -= lr * np.sum(delta, axis=0, keepdims=True) nn.weights1 -= lr * np.dot(x.T, delta_hidden) nn.biases1 -= lr * np.sum(delta_hidden, axis=0, keepdims=True) ``` 这段代码实现了输出层和隐藏层的反向传播,计算出了每个参数的梯度,并更新了参数。这个过程也可以称为误差反向传播。

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