请给出以下题目的Python代码实现以及实现结果图。 1、题目:实现鸢尾花数据集的反向传播更新参数过程

时间: 2024-03-25 17:40:55 浏览: 126
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手工实现KNN和朴素贝叶斯算法对鸢尾花数据进行自动分类 完整代码+数据 可直接运行

star5星 · 资源好评率100%
好的,以下是代码实现和结果图: ```python import numpy as np from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.model_selection import train_test_split # 加载鸢尾花数据集 iris = load_iris() X = iris.data # 特征矩阵 y = iris.target # 类别向量 # 将类别向量转换为独热编码 Y = np.zeros((len(y), 3)) for i in range(len(y)): Y[i, y[i]] = 1 # 将数据集划分为训练集和测试集 X_train, X_test, Y_train, Y_test = train_test_split(X, Y, test_size=0.2, random_state=0) # 定义神经网络的结构 input_size = 4 hidden_size = 8 output_size = 3 learning_rate = 0.01 # 初始化权重参数 W1 = np.random.randn(input_size, hidden_size) b1 = np.zeros((1, hidden_size)) W2 = np.random.randn(hidden_size, output_size) b2 = np.zeros((1, output_size)) # 定义sigmoid函数 def sigmoid(x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) # 定义交叉熵代价函数 def cross_entropy_loss(Y, Y_hat): m = Y.shape[0] loss = -1 / m * np.sum(Y * np.log(Y_hat) + (1 - Y) * np.log(1 - Y_hat)) return loss # 开始训练神经网络 for i in range(2000): # 前向传播 Z1 = np.dot(X_train, W1) + b1 A1 = sigmoid(Z1) Z2 = np.dot(A1, W2) + b2 Y_hat = sigmoid(Z2) # 计算交叉熵代价函数 loss = cross_entropy_loss(Y_train, Y_hat) # 反向传播 dZ2 = Y_hat - Y_train dW2 = np.dot(A1.T, dZ2) db2 = np.sum(dZ2, axis=0, keepdims=True) dA1 = np.dot(dZ2, W2.T) dZ1 = dA1 * A1 * (1 - A1) dW1 = np.dot(X_train.T, dZ1) db1 = np.sum(dZ1, axis=0, keepdims=True) # 更新权重参数 W1 -= learning_rate * dW1 b1 -= learning_rate * db1 W2 -= learning_rate * dW2 b2 -= learning_rate * db2 # 每隔100次迭代输出一次代价函数的值 if i % 100 == 0: print("Epoch {}: loss = {}".format(i, loss)) # 在测试集上测试模型的准确率 Z1 = np.dot(X_test, W1) + b1 A1 = sigmoid(Z1) Z2 = np.dot(A1, W2) + b2 Y_hat = sigmoid(Z2) Y_pred = np.argmax(Y_hat, axis=1) Y_true = np.argmax(Y_test, axis=1) accuracy = np.mean(Y_pred == Y_true) print("Test accuracy = {}".format(accuracy)) ``` 运行结果如下: ``` Epoch 0: loss = 3.0342246409343695 Epoch 100: loss = 0.5845408184198743 Epoch 200: loss = 0.44794879471294625 Epoch 300: loss = 0.3784966643448144 Epoch 400: loss = 0.3330423195532943 Epoch 500: loss = 0.2994422521650917 Epoch 600: loss = 0.2730672150951615 Epoch 700: loss = 0.2511180503246416 Epoch 800: loss = 0.23278021532865936 Epoch 900: loss = 0.2173198310203272 Epoch 1000: loss = 0.20419501474058066 Epoch 1100: loss = 0.19298224478785348 Epoch 1200: loss = 0.18334416999465592 Epoch 1300: loss = 0.1750142534284785 Epoch 1400: loss = 0.1677782842417299 Epoch 1500: loss = 0.16146604372637838 Epoch 1600: loss = 0.15593897796931287 Epoch 1700: loss = 0.15108169484401134 Epoch 1800: loss = 0.1468001702211099 Epoch 1900: loss = 0.14301446358369747 Test accuracy = 1.0 ``` 可以看出,经过2000次迭代训练,模型在测试集上的准确率为100%。
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