loss_history=nn.train(X, y, learning_rate, num_epochs)

时间: 2024-01-26 11:02:10 浏览: 22
这段代码是在训练 BP 神经网络模型。其中,X 是输入数据,y 是目标数据,learning_rate 是学习率,num_epochs 是训练轮数。 具体来说,该方法会根据输入数据和目标数据,使用 BP 神经网络模型进行训练。在每一轮训练中,模型会根据输入数据和当前的网络参数计算出预测结果,并计算出预测结果与目标数据之间的误差。然后,模型会反向传播误差,更新网络参数,使得下一轮的预测结果更加接近目标数据。学习率决定了每一轮更新参数的幅度,即参数的变化量。 在训练过程中,loss_history 变量会记录每一轮训练的误差,以便后续分析模型的性能。最终,该方法会返回 loss_history 变量,以便进行可视化或其他分析。 下面是一个示例代码: ```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 self.W1 = np.random.randn(self.input_size, self.hidden_size) self.b1 = np.random.randn(self.hidden_size) self.W2 = np.random.randn(self.hidden_size, self.output_size) self.b2 = np.random.randn(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): self.z1 = np.dot(X, self.W1) + self.b1 self.a1 = self.sigmoid(self.z1) self.z2 = np.dot(self.a1, self.W2) + self.b2 y_pred = self.sigmoid(self.z2) return y_pred def backward(self, X, y, y_pred, learning_rate): delta2 = (y - y_pred) * self.sigmoid_derivative(y_pred) dW2 = np.dot(self.a1.T, delta2) db2 = np.sum(delta2, axis=0) delta1 = np.dot(delta2, self.W2.T) * self.sigmoid_derivative(self.a1) dW1 = np.dot(X.T, delta1) db1 = np.sum(delta1, axis=0) self.W2 += learning_rate * dW2 self.b2 += learning_rate * db2 self.W1 += learning_rate * dW1 self.b1 += learning_rate * db1 return 0.5 * np.power(y - y_pred, 2) def train(self, X, y, learning_rate, num_epochs): loss_history = [] for epoch in range(num_epochs): y_pred = self.forward(X) loss = self.backward(X, y, y_pred, learning_rate) loss_history.append(np.mean(loss)) if epoch % 100 == 0: print("Epoch %d loss: %.4f" % (epoch, np.mean(loss))) return loss_history ``` 在这个示例中,我们定义了一个 NeuralNetwork 类,其中包括了 sigmoid()、sigmoid_derivative()、forward() 和 backward() 方法,分别用于计算 sigmoid 函数、前向传播、反向传播和梯度下降。然后,我们定义了 train() 方法,用于训练神经网络模型,并返回 loss_history 变量。 在训练过程中,我们使用 forward() 方法计算预测结果,然后使用 backward() 方法计算误差,并更新网络参数。同时,我们记录每一轮训练的误差,并在每 100 轮训练时输出当前的误差。 最后,我们可以使用以下代码来训练模型并输出 loss_history: ```python nn = NeuralNetwork(2, 5, 1) X = np.array([[0, 0], [0, 1], [1, 0], [1, 1]]) y = np.array([[0], [1], [1], [0]]) learning_rate = 0.1 num_epochs = 1000 loss_history = nn.train(X, y, learning_rate, num_epochs) print(loss_history) ```

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class NeuralNetwork: def init(self, input_dim, hidden_dim, output_dim): self.input_dim = input_dim self.hidden_dim = hidden_dim self.output_dim = output_dim self.weights1 = np.random.randn(input_dim, hidden_dim) self.bias1 = np.zeros((1, hidden_dim)) self.weights2 = np.random.randn(hidden_dim, output_dim) self.bias2 = np.zeros((1, output_dim)) def relu(self, x): return np.maximum(0, x) def relu_derivative(self, x): return np.where(x >= 0, 1, 0) def forward(self, x): self.z1 = np.dot(x, self.weights1) + self.bias1 self.a1 = self.relu(self.z1) self.z2 = np.dot(self.a1, self.weights2) + self.bias2 self.y_hat = self.z2 return self.y_hat def backward(self, x, y, learning_rate): error = self.y_hat - y delta2 = error delta1 = np.dot(delta2, self.weights2.T) * self.relu_derivative(self.a1) grad_weights2 = np.dot(self.a1.T, delta2) grad_bias2 = np.sum(delta2, axis=0, keepdims=True) grad_weights1 = np.dot(x.T, delta1) grad_bias1 = np.sum(delta1, axis=0) self.weights2 -= learning_rate * grad_weights2 self.bias2 -= learning_rate * grad_bias2 self.weights1 -= learning_rate * grad_weights1 def mse_loss(self, y, y_hat): return np.mean((y - y_hat)**2) def sgd_optimizer(self, x, y, learning_rate): y_hat = self.forward(x) loss = self.mse_loss(y, y_hat) self.backward(x, y, learning_rate) return loss def train(self, x, y, learning_rate, num_epochs): for i in range(num_epochs): y_hat = self.forward(x) loss = np.mean(np.square(y_hat - y)) loss_history.append(loss) self.backward(X, y, y_hat, learning_rate) if i % 100 == 0: print('Epoch', i, '- Loss:', loss) return loss_history input_dim=13 hidden_dim=25 output=1 nn=NeuralNetwork(input_dim, hidden_dim, output_dim) learning_rate=0.05 num_epochs=2000 loss_history=nn.train(x, y, learning_rate, num_epochs)分析代码

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