请编写一个Dyna-Q算法的代码

时间: 2024-03-27 10:39:27 浏览: 15
好的,以下是一个简单的Dyna-Q算法的Python代码实现: ```python import numpy as np # 定义环境 n_states = 6 n_actions = 2 T = np.zeros((n_states, n_actions, n_states)) R = np.zeros((n_states, n_actions, n_states)) T[0, 0, :] = [0.7, 0.3, 0, 0, 0, 0] T[0, 1, :] = [0, 0.3, 0.7, 0, 0, 0] T[1, :, :] = [0.3, 0.7, 0, 0, 0, 0] T[2, :, :] = [0, 0, 0, 0.8, 0, 0.2] T[3, :, :] = [0, 0, 0, 0.4, 0.6, 0] T[4, :, :] = [0, 0, 0, 0, 0.5, 0.5] T[5, :, :] = [0, 0, 0, 0, 0, 1] R[0, 0, :] = [-0.1, -0.1, 0, 0, 0, 1] R[0, 1, :] = [0, -0.1, -0.1, 0, 0, 1] R[1, :, :] = [-0.1, 0, 0, 0, 0, 1] R[2, :, :] = [0, 0, 0, -0.1, 0, 1] R[3, :, :] = [0, 0, 0, -0.1, -0.1, 1] R[4, :, :] = [0, 0, 0, 0, -0.1, 1] R[5, :, :] = [0, 0, 0, 0, 0, 0] # 定义参数 alpha = 0.5 gamma = 0.9 epsilon = 0.1 n_planning = 5 n_episodes = 1000 # 初始化Q值和模型 Q = np.zeros((n_states, n_actions)) model_T = np.zeros((n_states, n_actions, n_states)) model_R = np.zeros((n_states, n_actions, n_states)) # Dyna-Q算法主循环 for i in range(n_episodes): # 初始化状态 state = np.random.randint(n_states) # 每个episode内进行多次更新 for j in range(100): # 按照epsilon-greedy策略选择动作 if np.random.uniform() < epsilon: action = np.random.randint(n_actions) else: action = np.argmax(Q[state, :]) # 执行动作并观察奖励和新状态 new_state = np.random.choice(n_states, p=T[state, action, :]) reward = R[state, action, new_state] # 更新Q值 Q[state, action] = Q[state, action] + alpha * (reward + gamma * np.max(Q[new_state, :]) - Q[state, action]) # 更新模型 model_T[state, action, new_state] = model_T[state, action, new_state] + 1 model_R[state, action, new_state] = reward # planning for k in range(n_planning): # 从模型中采样一个先前经历过的状态和动作 prev_state = np.random.randint(n_states) prev_action = np.random.randint(n_actions) # 通过模型预测下一个状态和奖励 next_state = np.argmax(model_T[prev_state, prev_action, :]) reward = model_R[prev_state, prev_action, next_state] # 更新Q值 Q[prev_state, prev_action] = Q[prev_state, prev_action] + alpha * (reward + gamma * np.max(Q[next_state, :]) - Q[prev_state, prev_action]) # 更新状态 state = new_state ``` 以上代码实现了一个简单的Dyna-Q算法,用于解决一个简单的MDP问题。算法的主要思路是利用模型(T和R)来生成先前经历的状态和动作的概率分布,并对这些状态和动作进行多次更新,以提高算法的性能。在代码实现中,我们使用了一个`model_T`和`model_R`来存储从环境中观测到的先前经历的状态和动作,每次planning时从中采样。

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