请给我一个FrozenLake作为测试的基于pytorch的强化学习模型

时间: 2024-09-20 08:14:17 浏览: 49
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基于pytorch深度强化学习的PPO,DQN,SAC,DDPG等算法实现python源码.zip

star5星 · 资源好评率100%
FrozenLake是一个经典的强化学习环境,由OpenAI Gym库提供,它是一个二维网格世界,在其中有一个冰湖和几个可以行走的格子。目标是安全地从起始位置走到终点,同时避开滑倒掉进湖里。为了在这个环境中使用PyTorch构建一个强化学习模型,你可以选择Q-learning、策略梯度方法或其他深度学习算法,如DQN(Deep Q-Networks)。 下面是一个简单的基于PyTorch的DQN模型的示例: ```python import gym from collections import deque import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim class DQN(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): super(DQN, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_size, hidden_size) self.fc2 = nn.Linear(hidden_size, hidden_size) self.fc3 = nn.Linear(hidden_size, output_size) def forward(self, x): x = F.relu(self.fc1(x)) x = F.relu(self.fc2(x)) return self.fc3(x) # 初始化环境 env = gym.make('FrozenLake-v0') # 定义超参数 input_size = env.observation_space.n hidden_size = 256 output_size = env.action_space.n batch_size = 32 gamma = 0.99 # 学习率衰减因子 epsilon = 1.0 # 初始探索概率 eps_decay = 0.995 # 探索概率随时间递减 max_episodes = 10000 memory_capacity = 10000 model = DQN(input_size, hidden_size, output_size) optimizer = optim.Adam(model.parameters()) device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu") model.to(device) # 训练过程 for episode in range(max_episodes): state = env.reset() state = torch.tensor([state], dtype=torch.float).to(device) done = False total_reward = 0 while not done: with torch.no_grad(): action = model(state).max(1)[1].item() # 混合随机策略和探索策略 if torch.rand(1) < epsilon: action = env.action_space.sample() next_state, reward, done, _ = env.step(action) next_state = torch.tensor([next_state], dtype=torch.float).to(device) memory.push(state, action, reward, next_state, done) total_reward += reward if len(memory) > batch_size: experiences = memory.sample(batch_size) states, actions, rewards, next_states, dones = zip(*experiences) states = torch.cat(states) actions = torch.tensor(actions) rewards = torch.tensor(rewards, dtype=torch.float) next_states = torch.cat(next_states) dones = torch.tensor(dones) q_values = model(states).gather(1, actions.unsqueeze(1)).squeeze(1) next_q_values = model(next_states).detach().max(1)[0] expected_q_values = rewards + gamma * (1 - dones) * next_q_values loss = criterion(q_values, expected_q_values) optimizer.zero_grad() loss.backward() optimizer.step() state = next_state epsilon *= eps_decay print(f"Episode {episode+1}: Total Reward = {total_reward}") ``` 别忘了安装必要的库,例如`gym`、`torch`等,并根据需要调整参数。训练完成后,你可以观察模型在 FrozenLake 环境中的性能并评估其学习效果。
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