Write pytorch-based Python code to implement a neural network that solves binary classification problem with an output layer of a positively weighted sub-network plus a negatively weighted sub-network,where the negative weight is random and take the opposite of the absolute value of the standard normal distribution, the exact value of the two weights are obtained from the objective function by Back propagation. The activation function is set to tanh.

时间: 2024-04-08 12:29:28 浏览: 18
Sure! Here's a PyTorch-based Python code that implements a neural network for binary classification with the specified requirements: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.autograd import Variable # Define the neural network model class BinaryClassificationNet(nn.Module): def __init__(self, input_size): super(BinaryClassificationNet, self).__init__() self.input_size = input_size self.hidden_size = 10 self.output_size = 1 self.positive_subnet = nn.Linear(self.input_size, self.hidden_size) self.negative_subnet = nn.Linear(self.input_size, self.hidden_size) self.output_layer = nn.Linear(self.hidden_size, self.output_size) # Initialize negative weight as random value from the standard normal distribution nn.init.normal_(self.negative_subnet.weight, 0, 1) self.negative_subnet.weight.data *= -1 def forward(self, x): hidden_pos = torch.tanh(self.positive_subnet(x)) hidden_neg = torch.tanh(self.negative_subnet(x)) hidden_combined = hidden_pos + hidden_neg output = torch.tanh(self.output_layer(hidden_combined)) return output # Set random seed for reproducibility torch.manual_seed(42) # Generate random input data for training input_size = 10 num_samples = 1000 X_train = torch.randn(num_samples, input_size) y_train = torch.randint(0, 2, (num_samples,)) # Create an instance of the BinaryClassificationNet model model = BinaryClassificationNet(input_size) # Define loss function and optimizer criterion = nn.BCELoss() optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01) # Training loop num_epochs = 1000 for epoch in range(num_epochs): # Forward pass output = model(X_train) loss = criterion(output.squeeze(), y_train.float()) # Backward pass and optimization optimizer.zero_grad() loss.backward() optimizer.step() # Print loss every 100 epochs if (epoch+1) % 100 == 0: print(f'Epoch {epoch+1}/{num_epochs}, Loss: {loss.item()}') # Test the trained model X_test = torch.randn(10, input_size) y_pred = model(X_test) print('\nPredictions for test data:') print(y_pred.squeeze().detach().numpy()) ``` This code defines a `BinaryClassificationNet` class that represents the neural network model. It has two sub-networks: `positive_subnet` and `negative_subnet`. The negative weight is randomly initialized using values from the standard normal distribution and then multiplied by -1. The `forward` method performs the forward pass through the network. In the training loop, random input data `X_train` and corresponding labels `y_train` are generated. The model is trained using binary cross-entropy loss and stochastic gradient descent optimizer. After training, the model is tested on random test data `X_test`, and the predictions are printed. Note: Make sure you have PyTorch installed (`pip install torch`) before running this code.

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