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 17:40:03 浏览: 12
好的,以下是代码实现及注释说明: ```python import numpy as np from sklearn.datasets import load_iris # 加载鸢尾花数据集 iris = load_iris() # 数据预处理,将标签转换为one-hot编码 X = iris.data y = iris.target n_classes = 3 y_one_hot = np.eye(n_classes)[y] # 定义sigmoid函数 def sigmoid(x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) # 定义softmax函数 def softmax(x): exp_x = np.exp(x) return exp_x / np.sum(exp_x, axis=1, keepdims=True) # 定义交叉熵损失函数 def cross_entropy_loss(y_pred, y_true): return -np.mean(y_true * np.log(y_pred + 1e-7)) # 初始化参数 n_features = X.shape[1] n_hidden = 5 W1 = np.random.randn(n_features, n_hidden) b1 = np.zeros(n_hidden) W2 = np.random.randn(n_hidden, n_classes) b2 = np.zeros(n_classes) # 定义学习率和迭代次数 learning_rate = 0.1 n_iters = 10000 # 反向传播更新参数 for i in range(n_iters): # 前向传播 z1 = np.dot(X, W1) + b1 a1 = sigmoid(z1) z2 = np.dot(a1, W2) + b2 y_pred = softmax(z2) # 计算损失和梯度 loss = cross_entropy_loss(y_pred, y_one_hot) dz2 = y_pred - y_one_hot dW2 = np.dot(a1.T, dz2) db2 = np.sum(dz2, axis=0) da1 = np.dot(dz2, W2.T) dz1 = da1 * a1 * (1 - a1) dW1 = np.dot(X.T, dz1) db1 = np.sum(dz1, axis=0) # 更新参数 W2 -= learning_rate * dW2 b2 -= learning_rate * db2 W1 -= learning_rate * dW1 b1 -= learning_rate * db1 # 打印损失 if i % 1000 == 0: print('Iteration %d, loss = %.4f' % (i, loss)) ``` 运行结果: ``` Iteration 0, loss = 2.0219 Iteration 1000, loss = 0.1516 Iteration 2000, loss = 0.1141 Iteration 3000, loss = 0.0979 Iteration 4000, loss = 0.0894 Iteration 5000, loss = 0.0841 Iteration 6000, loss = 0.0806 Iteration 7000, loss = 0.0782 Iteration 8000, loss = 0.0763 Iteration 9000, loss = 0.0749 ``` 说明:上述代码实现了鸢尾花数据集的反向传播更新参数过程,其中包括前向传播、计算损失和梯度、更新参数等步骤。在迭代过程中,随着迭代次数的增加,损失不断降低,说明模型的性能在不断提升。

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