bp神经网络python

时间: 2023-08-27 08:05:16 浏览: 28
Python是一个非常流行的编程语言,也可以用于实现BP神经网络。以下是一个简单的BP神经网络的Python实现示例: ```python import numpy as np class NeuralNetwork: def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.output_size = output_size # 初始化权重 self.weights1 = np.random.rand(self.input_size, self.hidden_size) self.weights2 = np.random.rand(self.hidden_size, self.output_size) # 初始化偏置 self.bias1 = np.zeros((1, self.hidden_size)) self.bias2 = np.zeros((1, self.output_size)) def sigmoid(self, x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) def sigmoid_derivative(self, x): return x * (1 - x) def forward(self, X): # 前向传播 self.z1 = np.dot(X, self.weights1) + self.bias1 self.a1 = self.sigmoid(self.z1) self.z2 = np.dot(self.a1, self.weights2) + self.bias2 y_hat = self.sigmoid(self.z2) return y_hat def backward(self, X, y, y_hat, learning_rate): # 反向传播 delta2 = (y - y_hat) * self.sigmoid_derivative(y_hat) d_weights2 = np.dot(self.a1.T, delta2) d_bias2 = np.sum(delta2, axis=0, keepdims=True) delta1 = np.dot(delta2, self.weights2.T) * self.sigmoid_derivative(self.a1) d_weights1 = np.dot(X.T, delta1) d_bias1 = np.sum(delta1, axis=0) # 更新权重和偏置 self.weights1 += learning_rate * d_weights1 self.bias1 += learning_rate * d_bias1 self.weights2 += learning_rate * d_weights2 self.bias2 += learning_rate * d_bias2 def train(self, X, y, num_epochs, learning_rate): for epoch in range(num_epochs): # 前向传播 y_hat = self.forward(X) # 反向传播 self.backward(X, y, y_hat, learning_rate) # 计算损失 loss = np.mean(np.square(y - y_hat)) # 输出每个epoch的损失 if epoch % 1000 == 0: print(f"Epoch {epoch}: Loss = {loss}") if __name__ == '__main__': X = np.array([[0, 0], [0, 1], [1, 0], [1, 1]]) y = np.array([[0], [1], [1], [0]]) nn = NeuralNetwork(2, 3, 1) nn.train(X, y, 10000, 0.1) print("Predictions:") for i in range(X.shape[0]): print(f"{X[i]} -> {nn.forward(X[i])}") ``` 这个示例实现了一个具有2个输入,3个隐藏神经元和1个输出的BP神经网络。使用XOR问题作为训练数据,通过指定10000个epochs和0.1的学习速率进行训练。最后,使用训练好的模型进行预测,并打印结果。

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