layerGraph.py的代码和测试代码

时间: 2024-05-10 13:14:24 浏览: 7
以下是layerGraph.py的代码: ```python import numpy as np class Layer: def __init__(self): self.input = None self.output = None def forward(self, input): raise NotImplementedError def backward(self, output_error, learning_rate): raise NotImplementedError class Input(Layer): def forward(self, input): self.output = input class Dense(Layer): def __init__(self, input_size, output_size): self.weights = np.random.randn(input_size, output_size) * np.sqrt(2.0/input_size) self.bias = np.zeros(output_size) def forward(self, input): self.input = input self.output = np.dot(input, self.weights) + self.bias def backward(self, output_error, learning_rate): input_error = np.dot(output_error, self.weights.T) weights_error = np.dot(self.input.T, output_error) bias_error = np.sum(output_error, axis=0) self.weights -= learning_rate * weights_error self.bias -= learning_rate * bias_error return input_error class ReLU(Layer): def forward(self, input): self.input = input self.output = np.maximum(0, input) def backward(self, output_error, learning_rate): input_error = output_error.copy() input_error[self.input <= 0] = 0 return input_error class Softmax(Layer): def forward(self, input): self.input = input exp_values = np.exp(input - np.max(input, axis=1, keepdims=True)) probabilities = exp_values / np.sum(exp_values, axis=1, keepdims=True) self.output = probabilities def backward(self, output_error, learning_rate): input_error = np.zeros_like(output_error) for i, (single_output_error, single_output) in enumerate(zip(output_error, self.output)): jacobian_matrix = np.diagflat(single_output) - np.dot(single_output, single_output.T) input_error[i] = np.dot(jacobian_matrix, single_output_error) return input_error ``` 以下是测试代码: ```python import numpy as np from layerGraph import Input, Dense, ReLU, Softmax # Create layers input_layer = Input() dense_layer1 = Dense(2, 3) relu_layer = ReLU() dense_layer2 = Dense(3, 2) softmax_layer = Softmax() # Forward pass input_data = np.array([[1.0, 2.0]]) input_layer.forward(input_data) dense_layer1.forward(input_layer.output) relu_layer.forward(dense_layer1.output) dense_layer2.forward(relu_layer.output) softmax_layer.forward(dense_layer2.output) # Print output print("Input: {}".format(input_data)) print("Output: {}".format(softmax_layer.output)) # Backward pass target_output = np.array([[0.0, 1.0]]) output_error = softmax_layer.output - target_output input_error = softmax_layer.backward(output_error, 0.1) input_error = dense_layer2.backward(input_error, 0.1) input_error = relu_layer.backward(input_error, 0.1) input_error = dense_layer1.backward(input_error, 0.1) # Print input error print("Input error: {}".format(input_error)) ```

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