lstm的class

时间: 2023-11-11 19:03:01 浏览: 48
以下是一个简单的LSTM类的实现,包括前向传播和反向传播: ```python import numpy as np class LSTM: def __init__(self, input_size, hidden_size): self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.Wf = np.random.randn(input_size + hidden_size, hidden_size) self.Wi = np.random.randn(input_size + hidden_size, hidden_size) self.Wo = np.random.randn(input_size + hidden_size, hidden_size) self.Wc = np.random.randn(input_size + hidden_size, hidden_size) self.bf = np.zeros((1, hidden_size)) self.bi = np.zeros((1, hidden_size)) self.bo = np.zeros((1, hidden_size)) self.bc = np.zeros((1, hidden_size)) self.cache = None def sigmoid(self, x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) def tanh(self, x): return np.tanh(x) def forward(self, x, h_prev, c_prev): concat = np.hstack((x, h_prev)) f = self.sigmoid(np.dot(concat, self.Wf) + self.bf) i = self.sigmoid(np.dot(concat, self.Wi) + self.bi) o = self.sigmoid(np.dot(concat, self.Wo) + self.bo) c_tilde = self.tanh(np.dot(concat, self.Wc) + self.bc) c_next = f * c_prev + i * c_tilde h_next = o * self.tanh(c_next) cache = (concat, f, i, o, c_tilde, c_prev, h_next) return h_next, c_next, cache def backward(self, dh_next, dc_next, cache): concat, f, i, o, c_tilde, c_prev, h_next = cache tanh_c_next = np.tanh(c_next) do = dh_next * tanh_c_next dc_next += dh_next * o * (1 - tanh_c_next ** 2) df = dc_next * c_prev di = dc_next * c_tilde dc_tilde = dc_next * i dconcat = np.zeros_like(concat) dWf, dWi, dWo, dWc = np.zeros_like(self.Wf), np.zeros_like(self.Wi), np.zeros_like(self.Wo), np.zeros_like(self.Wc) dbf, dbi, dbo, dbc = np.zeros_like(self.bf), np.zeros_like(self.bi), np.zeros_like(self.bo), np.zeros_like(self.bc) dconcat += np.dot(df * f * (1 - f), self.Wf.T) dWf += np.dot(concat.T, df * f * (1 - f)) dbf += np.sum(df * f * (1 - f), axis=0, keepdims=True) dconcat += np.dot(di * i * (1 - i), self.Wi.T) dWi += np.dot(concat.T, di * i * (1 - i)) dbi += np.sum(di * i * (1 - i), axis=0, keepdims=True) dconcat += np.dot(do * o * (1 - o), self.Wo.T) dWo += np.dot(concat.T, do * o * (1 - o)) dbo += np.sum(do * o * (1 - o), axis=0, keepdims=True) dconcat += np.dot(dc_tilde * (1 - c_tilde ** 2), self.Wc.T) dWc += np.dot(concat.T, dc_tilde * (1 - c_tilde ** 2)) dbc += np.sum(dc_tilde * (1 - c_tilde ** 2), axis=0, keepdims=True) dx = dconcat[:, :self.input_size] dh_prev = dconcat[:, self.input_size:] return dx, dh_prev, dc_next, dWf, dWi, dWo, dWc, dbf, dbi, dbo, dbc ```

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