在联邦学习中我每次挑选3个客户端进行聚合训练一个全局模型,重复10次这样的过程,这样得到10个全局模型,然后用这10个全局模型对测试集进行预测代码实现
时间: 2024-02-24 16:54:02 浏览: 68
下面是一个简单的代码实现示例,仅供参考:
```python
import torch
from torch.utils.data import DataLoader, Dataset
from torchvision import datasets, transforms
# 定义客户端类
class Client():
def __init__(self, data, index):
self.index = index
self.dataloader = DataLoader(data, batch_size=32, shuffle=True)
def train(self, model):
optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01)
criterion = torch.nn.CrossEntropyLoss()
for epoch in range(10):
for x, y in self.dataloader:
optimizer.zero_grad()
output = model(x)
loss = criterion(output, y)
loss.backward()
optimizer.step()
return model.state_dict()
# 定义数据集类
class MyDataset(Dataset):
def __init__(self, data):
self.data = data
def __getitem__(self, index):
x, y = self.data[index]
return transforms.ToTensor()(x), torch.LongTensor([y])
def __len__(self):
return len(self.data)
# 加载数据集
train_data = datasets.MNIST('./data', train=True, download=True)
test_data = datasets.MNIST('./data', train=False, download=True)
# 创建客户端列表
clients = [Client(MyDataset(train_data), i) for i in range(10)]
# 初始化全局模型
global_model = torch.nn.Sequential(
torch.nn.Conv2d(1, 32, 3),
torch.nn.ReLU(),
torch.nn.MaxPool2d(2),
torch.nn.Conv2d(32, 64, 3),
torch.nn.ReLU(),
torch.nn.MaxPool2d(2),
torch.nn.Flatten(),
torch.nn.Linear(1600, 10),
torch.nn.LogSoftmax(dim=1)
)
# 聚合训练10次
for i in range(10):
selected_clients = clients[i:i+3] # 每次选择3个客户端
models = [global_model] + [torch.nn.Sequential(global_model[i]) for i in range(1, 3)]
state_dicts = [client.train(model) for client, model in zip(selected_clients, models)]
global_model.load_state_dict({k: sum(sd[k] for sd in state_dicts) / 3 for k in state_dicts[0]})
# 用10个全局模型对测试集进行预测
for i in range(10):
model = torch.nn.Sequential(global_model[i])
model.eval()
test_loader = DataLoader(test_data, batch_size=32, shuffle=False)
correct = 0
total = 0
with torch.no_grad():
for x, y in test_loader:
output = model(x)
_, predicted = torch.max(output.data, 1)
total += y.size(0)
correct += (predicted == y).sum().item()
print('模型{}的准确率为:{:.2f}%'.format(i+1, 100 * correct / total))
```
这个示例中,我们通过 `Client` 类来表示每个客户端,其中包含一个数据集和一个 `train` 方法,用于训练模型并返回其状态字典。我们还定义了一个 `MyDataset` 类来封装数据集,使其能够被 `DataLoader` 加载。在主函数中,我们首先加载数据集并创建客户端列表,然后初始化全局模型。接下来,我们通过循环10次,每次选择3个客户端进行训练,并将它们训练出的模型状态字典加权平均得到一个新的全局模型。最后,我们用10个全局模型对测试集进行预测,并计算准确率。
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