java实现smo算法(附完整源码)

时间: 2023-11-30 08:06:36 浏览: 37
以下是Java实现SMO算法的完整源代码: ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class SMO { private double[][] data; // 数据集 private double[] labels; // 数据标签 private double[] alphas; // 拉格朗日乘子 private double b; // 偏置量 private int m; // 数据集大小 private double C = 1.0; // 软间隔常数 private double toler = 0.001; // 容错率 private int maxIter = 50; // 最大迭代次数 public void train(double[][] data, double[] labels) { this.data = data; this.labels = labels; this.m = data.length; this.alphas = new double[m]; this.b = 0.0; int iter = 0; int alphaPairsChanged = 0; while (iter < maxIter && alphaPairsChanged > 0) { alphaPairsChanged = 0; for (int i = 0; i < m; i++) { double fXi = predict(i); double Ei = fXi - labels[i]; if ((labels[i] * Ei < -toler && alphas[i] < C) || (labels[i] * Ei > toler && alphas[i] > 0)) { int j = selectRandom(i); double fXj = predict(j); double Ej = fXj - labels[j]; double alphaIold = alphas[i]; double alphaJold = alphas[j]; double L, H; if (labels[i] != labels[j]) { L = Math.max(0, alphas[j] - alphas[i]); H = Math.min(C, C + alphas[j] - alphas[i]); } else { L = Math.max(0, alphas[j] + alphas[i] - C); H = Math.min(C, alphas[j] + alphas[i]); } if (L == H) { continue; } double eta = 2.0 * data[i][j] - data[i][i] - data[j][j]; if (eta >= 0) { continue; } alphas[j] -= labels[j] * (Ei - Ej) / eta; alphas[j] = Math.max(L, Math.min(H, alphas[j])); if (Math.abs(alphas[j] - alphaJold) < toler) { continue; } alphas[i] += labels[i] * labels[j] * (alphaJold - alphas[j]); double b1 = b - Ei - labels[i] * (alphas[i] - alphaIold) * data[i][i] - labels[j] * (alphas[j] - alphaJold) * data[i][j]; double b2 = b - Ej - labels[i] * (alphas[i] - alphaIold) * data[i][j] - labels[j] * (alphas[j] - alphaJold) * data[j][j]; if (alphas[i] > 0 && alphas[i] < C) { b = b1; } else if (alphas[j] > 0 && alphas[j] < C) { b = b2; } else { b = (b1 + b2) / 2.0; } alphaPairsChanged++; } } if (alphaPairsChanged == 0) { iter++; } else { iter = 0; } } } public double predict(double[] x) { double res = b; for (int i = 0; i < m; i++) { res += alphas[i] * labels[i] * kernel(data[i], x); } return res; } private double predict(int i) { double res = b; for (int j = 0; j < m; j++) { res += alphas[j] * labels[j] * kernel(data[j], data[i]); } return res; } private double kernel(double[] xi, double[] xj) { double res = 0; for (int i = 0; i < xi.length; i++) { res += xi[i] * xj[i]; } return res; } private int selectRandom(int i) { int j = i; while (j == i) { j = (int) (Math.random() * m); } return j; } public static void main(String[] args) { // 构造数据 double[][] data = { { 1.0, 2.0 }, { 2.0, 3.0 }, { 3.0, 4.0 }, { 4.0, 5.0 }, { 5.0, 6.0 }, { 6.0, 7.0 } }; double[] labels = { -1, -1, -1, 1, 1, 1 }; // 训练模型 SMO smo = new SMO(); smo.train(data, labels); // 预测新数据 double[] x = { 2.0, 2.0 }; System.out.println(smo.predict(x)); } } ``` 这里实现了SMO算法的train()方法来训练模型,predict()方法来进行预测,kernel()方法来计算核函数,selectRandom()方法来随机选择第二个变量。在main()方法中,我们构造了一个简单的数据集,对模型进行训练,并对新数据进行预测。

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