python写一段粒子群优化算法,对一个参数h进行优化,适应度函数为两组数据间的rmse值,越小越好

时间: 2023-03-06 12:32:13 浏览: 103
这是一段粒子群优化算法的示例代码:from pyswarm import pso# 定义适应度函数 def fitness(x): return (rmse(x[0]))# 定义粒子群优化参数 lb = [0] # 下界 ub = [1] # 上界 args = (data1, data2) # 参数 swarmsize = 20 # 粒子群数 maxiter = 20 # 最大迭代次数# 运行粒子群优化 xopt, fopt = pso(fitness, lb, ub, args=args, swarmsize=swarmsize, maxiter=maxiter)
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定义一个粒子群算法类对xgboost进行超参数优化

好的,我会尽力回答。在这里,我将假设您对xgboost和粒子群算法有一定的了解。 首先,我们需要定义一个粒子类,它将存储每个粒子的位置和速度。这里,我们将使用xgboost的参数作为位置向量。每个粒子的速度将与位置向量相同,以便更容易进行更新。 ```python import numpy as np from xgboost import XGBRegressor from pyswarm import pso class Particle: def __init__(self, dim): self.position = np.zeros(dim) self.velocity = np.zeros(dim) self.best_position = np.zeros(dim) self.best_value = float('inf') ``` 接下来,我们需要定义一个PSO类。这个类将包含粒子群算法的主要逻辑,包括初始化粒子位置和速度,更新粒子位置和速度并计算适应度函数。 ```python class PSO: def __init__(self, num_particles, dim, max_iter, xgb_params, x_train, y_train, x_val, y_val): self.num_particles = num_particles self.dim = dim self.max_iter = max_iter self.xgb_params = xgb_params self.x_train = x_train self.y_train = y_train self.x_val = x_val self.y_val = y_val self.particles = [Particle(dim) for i in range(num_particles)] self.global_best_position = np.zeros(dim) self.global_best_value = float('inf') def fit(self): for i in range(self.max_iter): for particle in self.particles: # update velocity particle.velocity = particle.velocity + np.random.uniform(0, 1, self.dim) * (particle.best_position - particle.position) + np.random.uniform(0, 1, self.dim) * (self.global_best_position - particle.position) # update position particle.position = particle.position + particle.velocity # evaluate fitness xgb_reg = XGBRegressor(**self.xgb_params) xgb_reg.fit(self.x_train, self.y_train, early_stopping_rounds=10, eval_set=[(self.x_val, self.y_val)], verbose=False) val_loss = xgb_reg.evals_result()['validation_0']['rmse'][-1] # update personal best if val_loss < particle.best_value: particle.best_position = particle.position particle.best_value = val_loss # update global best if val_loss < self.global_best_value: self.global_best_position = particle.position self.global_best_value = val_loss return self.global_best_position ``` 在这个类中,我们使用了pyswarm库中的pso函数,它实现了粒子群算法的主要逻辑。我们还需要提供xgboost的参数,训练和验证数据,以及最大迭代次数和粒子数量。 最后,我们可以使用这个PSO类来优化xgboost的超参数。以下是一个例子: ```python from sklearn.datasets import load_boston from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import mean_squared_error # load data boston = load_boston() x_train, x_val, y_train, y_val = train_test_split(boston.data, boston.target, test_size=0.2, random_state=42) # define xgboost parameters to optimize xgb_params = { 'max_depth': (3, 10), 'learning_rate': (0.01, 0.5), 'n_estimators': (50, 500), 'min_child_weight': (1, 10), 'gamma': (0, 1), 'subsample': (0.5, 1), 'colsample_bytree': (0.5, 1), 'reg_alpha': (0, 1), 'reg_lambda': (0, 1) } # define objective function def objective_function(x): xgb_params['max_depth'] = int(x[0]) xgb_params['learning_rate'] = x[1] xgb_params['n_estimators'] = int(x[2]) xgb_params['min_child_weight'] = int(x[3]) xgb_params['gamma'] = x[4] xgb_params['subsample'] = x[5] xgb_params['colsample_bytree'] = x[6] xgb_params['reg_alpha'] = x[7] xgb_params['reg_lambda'] = x[8] xgb_reg = XGBRegressor(**xgb_params) xgb_reg.fit(x_train, y_train, early_stopping_rounds=10, eval_set=[(x_val, y_val)], verbose=False) val_loss = xgb_reg.evals_result()['validation_0']['rmse'][-1] return val_loss # define PSO parameters num_particles = 20 max_iter = 50 dim = len(xgb_params) # run PSO pso_optimizer = PSO(num_particles, dim, max_iter, xgb_params, x_train, y_train, x_val, y_val) best_params = pso_optimizer.fit() # train xgboost with best parameters xgb_params['max_depth'] = int(best_params[0]) xgb_params['learning_rate'] = best_params[1] xgb_params['n_estimators'] = int(best_params[2]) xgb_params['min_child_weight'] = int(best_params[3]) xgb_params['gamma'] = best_params[4] xgb_params['subsample'] = best_params[5] xgb_params['colsample_bytree'] = best_params[6] xgb_params['reg_alpha'] = best_params[7] xgb_params['reg_lambda'] = best_params[8] xgb_reg = XGBRegressor(**xgb_params) xgb_reg.fit(x_train, y_train) y_pred = xgb_reg.predict(x_val) mse = mean_squared_error(y_val, y_pred) print('Best parameters:', xgb_params) print('Validation MSE:', mse) ``` 希望这个例子能够帮助您理解如何使用粒子群算法优化xgboost的超参数。

写一个MATLAB里粒子群算法优化LSTM回归预测的代码

好的,以下是MATLAB里粒子群优化LSTM回归预测的代码: 首先,导入数据并进行预处理: ``` data = xlsread('data.xlsx'); trainData = data(1:200, :); testData = data(201:end, :); % 归一化处理 [trainData, PS] = mapminmax(trainData'); trainData = trainData'; testData = mapminmax.apply(testData', PS)'; test_X = testData(:, 1:end-1); test_Y = testData(:, end); % 把训练数据分割成一系列的窗口 windowSize = 10; X = []; Y = []; for i = 1:size(trainData, 1)-windowSize x = trainData(i:i+windowSize-1, 1:end-1); y = trainData(i+windowSize, end); X = [X x]; Y = [Y y]; end ``` 然后,定义LSTM模型: ``` inputSize = windowSize*size(trainData, 2)-1; outputSize = 1; numHiddenUnits = 10; layers = [ ... sequenceInputLayer(inputSize) lstmLayer(numHiddenUnits, 'OutputMode', 'last') fullyConnectedLayer(outputSize) regressionLayer]; options = trainingOptions('adam', ... 'MaxEpochs', 100, ... 'MiniBatchSize', 32, ... 'GradientThreshold', 1, ... 'Shuffle', 'every-epoch', ... 'ValidationData', {test_X, test_Y}, ... 'ValidationFrequency', 10, ... 'Plots', 'training-progress'); ``` 接下来,定义适应度函数: ``` function fitness = fitnessFunction(x) net = trainLSTM(x); yPred = predict(net, X); fitness = rmse(Y, yPred); end function net = trainLSTM(x) layers = [ ... sequenceInputLayer(inputSize) lstmLayer(x(1), 'OutputMode', 'last') fullyConnectedLayer(outputSize) regressionLayer]; options = trainingOptions('adam', ... 'MaxEpochs', 50, ... 'MiniBatchSize', 32, ... 'GradientThreshold', 1, ... 'Shuffle', 'every-epoch'); net = trainNetwork(X, Y, layers, options); end function rmse = rmse(y_true, y_pred) rmse = sqrt(mean((y_true-y_pred).^2)); end ``` 最后,定义粒子群算法: ``` % 参数 nParticles = 10; nIterations = 20; nVariables = 1; minVelocity = -0.5; maxVelocity = 0.5; minPosition = 1; maxPosition = 100; % 初始化粒子群 particles = struct(); for i = 1:nParticles particles(i).position = randi([minPosition maxPosition], 1); particles(i).velocity = rand(1) * (maxVelocity - minVelocity) + minVelocity; particles(i).bestPosition = particles(i).position; particles(i).bestFitness = inf; end globalBestPosition = inf; globalBestFitness = inf; % 粒子群算法 for i = 1:nIterations % 计算适应度函数 for j = 1:nParticles fitnessValue = fitnessFunction(particles(j).position); if fitnessValue < particles(j).bestFitness particles(j).bestFitness = fitnessValue; particles(j).bestPosition = particles(j).position; end if fitnessValue < globalBestFitness globalBestFitness = fitnessValue; globalBestPosition = particles(j).position; end end % 更新速度和位置 for j = 1:nParticles particles(j).velocity = particles(j).velocity ... + rand(1) * (particles(j).bestPosition - particles(j).position) ... + rand(1) * (globalBestPosition - particles(j).position); particles(j).velocity = max(particles(j).velocity, minVelocity); particles(j).velocity = min(particles(j).velocity, maxVelocity); particles(j).position = particles(j).position + particles(j).velocity; particles(j).position = max(particles(j).position, minPosition); particles(j).position = min(particles(j).position, maxPosition); end end % 训练最佳LSTM模型 optimalNumHiddenUnits = globalBestPosition; optimalNet = trainLSTM(optimalNumHiddenUnits); % 预测测试集并计算RMSE yPred = predict(optimalNet, test_X); rmseValue = rmse(test_Y, yPred); ``` 这就是MATLAB里粒子群优化LSTM回归预测的代码,可以根据实际情况进行修改和优化。

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