bp神经网络鸢尾花java

时间: 2023-08-26 08:07:07 浏览: 128
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Python 基于BP神经网络实现鸢尾花的分类+源代码+文档说明

好的,以下是使用Java实现BP神经网络进行鸢尾花分类的示例代码: 首先,我们需要定义一个BP神经网络类,包含输入层、隐藏层和输出层,并实现前向传播和反向传播算法。 ```java public class BPNeuralNetwork { private double[][] inputLayer; private double[][] hiddenLayer; private double[][] outputLayer; private double[][] inputWeights; private double[][] hiddenWeights; private double[] inputBias; private double[] hiddenBias; private double learningRate; private double momentum; public BPNeuralNetwork(int inputNodes, int hiddenNodes, int outputNodes, double learningRate, double momentum) { this.inputLayer = new double[1][inputNodes]; this.hiddenLayer = new double[1][hiddenNodes]; this.outputLayer = new double[1][outputNodes]; this.inputWeights = new double[inputNodes][hiddenNodes]; this.hiddenWeights = new double[hiddenNodes][outputNodes]; this.inputBias = new double[hiddenNodes]; this.hiddenBias = new double[outputNodes]; this.learningRate = learningRate; this.momentum = momentum; Random rand = new Random(); for (int i = 0; i < inputNodes; i++) { for (int j = 0; j < hiddenNodes; j++) { inputWeights[i][j] = rand.nextDouble() - 0.5; } } for (int i = 0; i < hiddenNodes; i++) { for (int j = 0; j < outputNodes; j++) { hiddenWeights[i][j] = rand.nextDouble() - 0.5; } } for (int i = 0; i < hiddenNodes; i++) { inputBias[i] = rand.nextDouble() - 0.5; } for (int i = 0; i < outputNodes; i++) { hiddenBias[i] = rand.nextDouble() - 0.5; } } public double sigmoid(double x) { return 1 / (1 + Math.exp(-x)); } public double sigmoidDerivative(double x) { return x * (1 - x); } public double[][] forwardPropagation(double[][] inputs) { inputLayer = inputs; for (int i = 0; i < hiddenLayer[0].length; i++) { double sum = 0; for (int j = 0; j < inputLayer[0].length; j++) { sum += inputLayer[0][j] * inputWeights[j][i]; } hiddenLayer[0][i] = sigmoid(sum + inputBias[i]); } for (int i = 0; i < outputLayer[0].length; i++) { double sum = 0; for (int j = 0; j < hiddenLayer[0].length; j++) { sum += hiddenLayer[0][j] * hiddenWeights[j][i]; } outputLayer[0][i] = sigmoid(sum + hiddenBias[i]); } return outputLayer; } public void backPropagation(double[][] inputs, double[][] targets) { double[][] outputErrors = new double[1][outputLayer[0].length]; double[][] hiddenErrors = new double[1][hiddenLayer[0].length]; for (int i = 0; i < outputLayer[0].length; i++) { outputErrors[0][i] = (targets[0][i] - outputLayer[0][i]) * sigmoidDerivative(outputLayer[0][i]); } for (int i = 0; i < hiddenLayer[0].length; i++) { double sum = 0; for (int j = 0; j < outputLayer[0].length; j++) { sum += outputErrors[0][j] * hiddenWeights[i][j]; } hiddenErrors[0][i] = sum * sigmoidDerivative(hiddenLayer[0][i]); } for (int i = 0; i < inputLayer[0].length; i++) { for (int j = 0; j < hiddenLayer[0].length; j++) { double weightDelta = learningRate * hiddenErrors[0][j] * inputLayer[0][i] + momentum * inputWeights[i][j]; inputWeights[i][j] += weightDelta; } } for (int i = 0; i < hiddenLayer[0].length; i++) { for (int j = 0; j < outputLayer[0].length; j++) { double weightDelta = learningRate * outputErrors[0][j] * hiddenLayer[0][i] + momentum * hiddenWeights[i][j]; hiddenWeights[i][j] += weightDelta; } } for (int i = 0; i < hiddenLayer[0].length; i++) { double biasDelta = learningRate * hiddenErrors[0][i]; inputBias[i] += biasDelta; } for (int i = 0; i < outputLayer[0].length; i++) { double biasDelta = learningRate * outputErrors[0][i]; hiddenBias[i] += biasDelta; } } } ``` 然后,我们需要读取鸢尾花数据集并进行预处理。 ```java public class IrisData { private double[][] inputs; private double[][] targets; public double[][] getInputs() { return inputs; } public double[][] getTargets() { return targets; } public IrisData(String filename) { ArrayList<double[]> inputsList = new ArrayList<>(); ArrayList<double[]> targetsList = new ArrayList<>(); try { BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filename)); String line; while ((line = reader.readLine()) != null) { String[] values = line.split(","); double[] input = new double[4]; input[0] = Double.parseDouble(values[0]); input[1] = Double.parseDouble(values[1]); input[2] = Double.parseDouble(values[2]); input[3] = Double.parseDouble(values[3]); inputsList.add(input); double[] target = new double[3]; if (values[4].equals("Iris-setosa")) { target[0] = 1; } else if (values[4].equals("Iris-versicolor")) { target[1] = 1; } else if (values[4].equals("Iris-virginica")) { target[2] = 1; } targetsList.add(target); } reader.close(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } inputs = new double[inputsList.size()][4]; targets = new double[targetsList.size()][3]; for (int i = 0; i < inputsList.size(); i++) { inputs[i] = inputsList.get(i); targets[i] = targetsList.get(i); } } } ``` 最后,我们可以使用BP神经网络进行训练和预测。 ```java public class IrisClassifier { public static void main(String[] args) { IrisData data = new IrisData("iris.csv"); BPNeuralNetwork network = new BPNeuralNetwork(4, 5, 3, 0.1, 0.9); for (int i = 0; i < 1000; i++) { for (int j = 0; j < data.getInputs().length; j++) { double[][] inputs = new double[1][4]; inputs[0] = data.getInputs()[j]; double[][] targets = new double[1][3]; targets[0] = data.getTargets()[j]; network.forwardPropagation(inputs); network.backPropagation(inputs, targets); } } double[][] inputs = new double[1][4]; inputs[0][0] = 5.1; inputs[0][1] = 3.5; inputs[0][2] = 1.4; inputs[0][3] = 0.2; double[][] outputs = network.forwardPropagation(inputs); System.out.println(Arrays.toString(outputs[0])); } } ``` 这个示例代码可以将输入的四个特征值作为神经网络的输入,输出三个类别中每个类别的概率。你可以根据自己的需要进行调整和修改。
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