设计一个简单的网络,要求如下: 输入层3个节点,有两个隐藏层,每个隐藏层2个节点,输出层有1个节点 给3个输入层每个节点赋值为1、2、3,边上的权重值随意,请画出整个网络,得出最后的输出层节点的值
时间: 2024-09-14 22:03:57 浏览: 33
根据您的要求设计一个简单的前馈神经网络如下:
```
输入层: [1] [2] [3]
/ \ / \ / \
隐藏层1: [a] [b] [c] [d]
/ \ / \ / \
隐藏层2: [e] [f] [g] [h]
\
输出层: [i]
```
在这个网络中,输入层有三个节点分别赋值为1、2、3。我们可以随机赋予每条边一个权重值。为了演示,我将随机选择一些权重值:
- 输入层到隐藏层1的权重分别为:a=0.1, b=0.2, c=0.3, d=0.4。
- 隐藏层1到隐藏层2的权重分别为:e=0.5, f=0.6, g=0.7, h=0.8。
- 隐藏层2到输出层的权重为:i=0.9。
根据这些权重,我们可以计算输出层节点i的值:
```
i = (a*1 + b*2 + c*3 + d*1) * e + (f*1 + g*2 + h*3 + d*1) * i
= (0.1*1 + 0.2*2 + 0.3*3 + 0.4*1) * 0.5 + (0.6*1 + 0.7*2 + 0.8*3 + 0.4*1) * 0.9
= (0.1 + 0.4 + 0.9 + 0.4) * 0.5 + (0.6 + 1.4 + 2.4 + 0.4) * 0.9
= 1.8 * 0.5 + 4.8 * 0.9
= 0.9 + 4.32
= 5.22
```
所以,输出层节点的值为5.22。
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python用numpy写有一个隐藏层的神经网络函数,输入层有两个节点,输出层有一个节点
下面是一个使用 Numpy 实现单隐藏层神经网络的 Python 函数,输入层有两个节点,输出层有一个节点:
```python
import numpy as np
def neural_network(X, Y, hidden_layer_size, num_iterations, learning_rate):
# 初始化参数
n_x = X.shape[0] # 输入层大小
n_h = hidden_layer_size # 隐藏层大小
n_y = Y.shape[0] # 输出层大小
W1 = np.random.randn(n_h, n_x) * 0.01 # 隐藏层参数
b1 = np.zeros((n_h, 1)) # 隐藏层偏置
W2 = np.random.randn(n_y, n_h) * 0.01 # 输出层参数
b2 = np.zeros((n_y, 1)) # 输出层偏置
# 迭代训练
for i in range(num_iterations):
# 前向传播
Z1 = np.dot(W1, X) + b1
A1 = np.tanh(Z1)
Z2 = np.dot(W2, A1) + b2
A2 = 1 / (1 + np.exp(-Z2))
# 计算损失
cost = -np.sum(Y * np.log(A2) + (1 - Y) * np.log(1 - A2)) / m
# 反向传播
dZ2 = A2 - Y
dW2 = np.dot(dZ2, A1.T) / m
db2 = np.sum(dZ2, axis=1, keepdims=True) / m
dZ1 = np.dot(W2.T, dZ2) * (1 - np.power(A1, 2))
dW1 = np.dot(dZ1, X.T) / m
db1 = np.sum(dZ1, axis=1, keepdims=True) / m
# 更新参数
W1 = W1 - learning_rate * dW1
b1 = b1 - learning_rate * db1
W2 = W2 - learning_rate * dW2
b2 = b2 - learning_rate * db2
# 每迭代 100 次输出一次损失
if i % 100 == 0:
print("Iteration %d, cost: %f" % (i, cost))
# 返回训练好的参数
return {"W1": W1, "b1": b1, "W2": W2, "b2": b2}
```
这个函数接受四个参数:
- `X`:输入数据,一个 $(n_x, m)$ 的矩阵,其中 $n_x$ 是输入层大小,$m$ 是样本数。
- `Y`:输出数据,一个 $(n_y, m)$ 的矩阵,其中 $n_y$ 是输出层大小。
- `hidden_layer_size`:隐藏层大小。
- `num_iterations`:迭代次数。
- `learning_rate`:学习率。
函数的返回值是一个字典,包含训练好的参数。
这个函数使用了 tanh 激活函数和交叉熵损失函数。在训练过程中,它输出每 100 次迭代的损失值。
给定一个 完美二叉树 ,其所有叶子节点都在同一层,每个父节点都有两个子节点。二叉树定义如下: struct Node { int val; Node *left; Node *right; Node *next; } 填充它的每个 next 指针,让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点,则将 next 指针设置为 NULL。 初始状态下,所有 next 指针都被设置为 NULL。 进阶: 你只能使用常量级额外空间。 使用递归解题也符合要求,本题中递归程序占用的栈空间不算做额外的空间复杂度。 示例: 输入:root = [1,2,3,4,5,6,7] 输出:[1,#,2,3,#,4,5,6,7,#] 解释:给定二叉树如图 A 所示,你的函数应该填充它的每个 next 指针,以指向其下一个右侧节点,如图 B 所示。序列化的输出按层序遍历排列,同一层节点由 next 指针连接,'#' 标志着每一层的结束。 提示: 树中节点的数量少于 4096 -1000 <= node.val <= 1000
这道题可以使用层次遍历的方法来解决,但是需要O(n)的空间复杂度。进阶要求常量级额外空间,可以使用递归的方法来解决。
对于每个节点,其左子节点的next指针指向其右子节点,如果该节点有next节点,则其右子节点的next指针指向其next节点的左子节点。这个过程可以通过递归实现。
代码如下:
```python
class Solution:
def connect(self, root: 'Node') -> 'Node':
if not root:
return root
if root.left:
root.left.next = root.right
if root.next:
root.right.next = root.next.left
self.connect(root.left)
self.connect(root.right)
return root
```
时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1)。
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