请给我用pytorch和DQN实现MountainCar的强化学习的完整代码

时间: 2024-02-09 08:12:38 浏览: 183
好的,以下是使用PyTorch和DQN算法来解决MountainCar问题的完整代码。需要注意的是,这是一个基本的实现,您可以根据需要进行修改和优化。 ```python import gym import random import math import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torch.nn.functional as F from collections import deque # 定义神经网络模型 class DQN(nn.Module): def __init__(self, num_inputs, num_actions, hidden_size): super(DQN, self).__init__() self.layers = nn.Sequential( nn.Linear(num_inputs, hidden_size), nn.ReLU(), nn.Linear(hidden_size, hidden_size), nn.ReLU(), nn.Linear(hidden_size, num_actions) ) def forward(self, x): return self.layers(x) # 定义经验回放缓冲区 class ReplayBuffer(object): def __init__(self, capacity): self.buffer = deque(maxlen=capacity) def push(self, state, action, reward, next_state, done): self.buffer.append((state, action, reward, next_state, done)) def sample(self, batch_size): state, action, reward, next_state, done = zip(*random.sample(self.buffer, batch_size)) return state, action, reward, next_state, done def __len__(self): return len(self.buffer) # 定义DQN算法 class DQNAgent(object): def __init__(self, env): self.env = env self.memory = ReplayBuffer(10000) self.batch_size = 128 self.gamma = 0.99 self.eps_start = 1.0 self.eps_end = 0.01 self.eps_decay = 500 self.target_update = 10 self.device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu") self.policy_net = DQN(env.observation_space.shape[0], env.action_space.n, 128).to(self.device) self.target_net = DQN(env.observation_space.shape[0], env.action_space.n, 128).to(self.device) self.target_net.load_state_dict(self.policy_net.state_dict()) self.target_net.eval() self.optimizer = optim.Adam(self.policy_net.parameters()) self.steps_done = 0 def select_action(self, state): eps_threshold = self.eps_end + (self.eps_start - self.eps_end) * \ math.exp(-1. * self.steps_done / self.eps_decay) self.steps_done += 1 if random.random() > eps_threshold: with torch.no_grad(): state = torch.FloatTensor(state).unsqueeze(0).to(self.device) q_value = self.policy_net(state) action = q_value.max(1)[1].item() else: action = self.env.action_space.sample() return action def optimize_model(self): if len(self.memory) < self.batch_size: return state, action, reward, next_state, done = self.memory.sample(self.batch_size) state = torch.FloatTensor(state).to(self.device) next_state = torch.FloatTensor(next_state).to(self.device) action = torch.LongTensor(action).to(self.device) reward = torch.FloatTensor(reward).to(self.device) done = torch.FloatTensor(done).to(self.device) q_values = self.policy_net(state).gather(1, action.unsqueeze(1)).squeeze(1) next_q_values = self.target_net(next_state).max(1)[0] expected_q_values = reward + (1 - done) * self.gamma * next_q_values loss = F.mse_loss(q_values, expected_q_values.detach()) self.optimizer.zero_grad() loss.backward() self.optimizer.step() def train(self, num_episodes): for i_episode in range(num_episodes): state = self.env.reset() total_reward = 0 while True: action = self.select_action(state) next_state, reward, done, _ = self.env.step(action) self.memory.push(state, action, reward, next_state, done) state = next_state self.optimize_model() total_reward += reward if done: break if i_episode % self.target_update == 0: self.target_net.load_state_dict(self.policy_net.state_dict()) print("Episode: {}, reward: {}".format(i_episode, total_reward)) # 训练模型 env = gym.make("MountainCar-v0") agent = DQNAgent(env) agent.train(1000) ``` 希望这个代码对你有所帮助!
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