bp神经网络多元回归预测三层,要有激活函数定义损失函数和优化器代码用numpy库和pandas库复杂一点relu函数
时间: 2024-03-16 19:43:06 浏览: 55
好的,下面是一个使用numpy和pandas库实现的三层bp神经网络多元回归预测的示例代码,其中包括ReLU激活函数、均方误差损失函数和梯度下降优化器。
```python
import numpy as np
import pandas as pd
# 定义ReLU激活函数
def relu(x):
return np.maximum(0, x)
# 定义均方误差损失函数
def mse_loss(y_true, y_pred):
return np.mean(np.square(y_true - y_pred))
# 定义梯度下降优化器
def gradient_descent(X, y, learning_rate=0.01, epochs=1000):
# 初始化权重和偏置
n_input = X.shape[1]
n_hidden = 4
n_output = y.shape[1]
W1 = np.random.randn(n_input, n_hidden)
b1 = np.zeros((1, n_hidden))
W2 = np.random.randn(n_hidden, n_output)
b2 = np.zeros((1, n_output))
# 训练模型
for i in range(epochs):
# 前向传播
h = relu(np.dot(X, W1) + b1)
y_pred = np.dot(h, W2) + b2
# 计算损失函数
loss = mse_loss(y, y_pred)
# 反向传播
delta2 = (y_pred - y) / y.shape[0]
delta1 = np.dot(delta2, W2.T) * (h > 0)
dW2 = np.dot(h.T, delta2)
db2 = np.sum(delta2, axis=0, keepdims=True)
dW1 = np.dot(X.T, delta1)
db1 = np.sum(delta1, axis=0, keepdims=True)
# 更新权重和偏置
W2 -= learning_rate * dW2
b2 -= learning_rate * db2
W1 -= learning_rate * dW1
b1 -= learning_rate * db1
# 打印损失函数
if i % 100 == 0:
print("Epoch %d - Loss: %.4f" % (i, loss))
# 返回训练好的模型参数
return W1, b1, W2, b2
# 生成样本数据
X = np.random.randn(100, 5)
y = np.dot(X, np.array([[1], [2], [3], [4], [5]])) + np.random.randn(100, 1)
# 将数据分为训练集和测试集
X_train, X_test = X[:80], X[80:]
y_train, y_test = y[:80], y[80:]
# 使用训练集训练模型
W1, b1, W2, b2 = gradient_descent(X_train, y_train)
# 在测试集上测试模型性能
h = relu(np.dot(X_test, W1) + b1)
y_pred = np.dot(h, W2) + b2
test_loss = mse_loss(y_test, y_pred)
print("Test Loss: %.4f" % test_loss)
```
在这个示例代码中,我们首先定义了ReLU激活函数、均方误差损失函数和梯度下降优化器。然后,我们使用numpy生成了一个包含100个样本和5个特征的随机数据集,并将其分为训练集和测试集。接下来,我们使用训练集训练了一个三层的bp神经网络模型,并在测试集上测试了其性能。最后,我们打印了测试集上的均方误差损失值。
注意,这只是一个示例代码,实际应用中可能需要根据具体情况进行修改和调整。
阅读全文