用 PyTorch 搭建前馈神经网络,完成对手写数字数据集 MNIST 的分类。 参考流程: 1. 构造 MNIST 数据集的 DataSet 对象。 (1) 下载作业附件 mnist_train.csv 和 mnist_test.csv,自行编程实现 DataSet 类。 2. 根据已构造的 DataSet 实现 DataLoader。 3. 用 PyTorch 框架搭建前馈神经网络。 4. 训练模型并测试模型效果作业要求: 1. 可参考网络开源代码。 2. 将代码及结果整理成 PDF(姓名-学号),请在 2023.5.31 前上传至班级作业, 需包含: (1) MNIST 中数据的可视化,即手写数字图片 (2) 训练网络过程中的 loss 变化图、测试集的准确率变化图。

时间: 2024-02-12 19:07:57 浏览: 19
好的,我理解了你的问题。下面是我为你提供的答案: 首先,需要安装 PyTorch 库。 接下来,我们可以按照以下步骤进行操作: 1. 构造 MNIST 数据集的 DataSet 对象。 可以使用 pandas 库来读取 CSV 文件。然后将数据转换成 tensor 类型,这可以使用 PyTorch 的 from_numpy() 方法。 2. 根据已构造的 DataSet 实现 DataLoader。 可以使用 PyTorch 中的 DataLoader 类来生成迭代器,使得我们可以对数据进行批次处理。 3. 用 PyTorch 框架搭建前馈神经网络。 我们可以使用 PyTorch 中的 nn.Module 类来构建神经网络。可以选择使用全连接层(nn.Linear)或卷积层(nn.Conv2d)。 4. 训练模型并测试模型效果。 训练模型可以使用 PyTorch 中的优化器(例如 SGD 或 Adam),并使用交叉熵损失函数。可以记录每个 epoch 的损失和准确率,并在测试集上进行模型评估。 以下是一个示例代码,仅供参考: ```python import pandas as pd import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.utils.data import Dataset, DataLoader import matplotlib.pyplot as plt # 1. 构造 MNIST 数据集的 DataSet 对象 class MNISTDataset(Dataset): def __init__(self, csv_file): self.data = pd.read_csv(csv_file, header=None).values.astype('float32') self.labels = self.data[:, 0] self.images = self.data[:, 1:].reshape(-1, 28, 28) / 255.0 def __len__(self): return len(self.data) def __getitem__(self, idx): image = torch.from_numpy(self.images[idx]) label = int(self.labels[idx]) return image, label # 2. 根据已构造的 DataSet 实现 DataLoader train_dataset = MNISTDataset('mnist_train.csv') test_dataset = MNISTDataset('mnist_test.csv') train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=64, shuffle=True) test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=64, shuffle=False) # 3. 用 PyTorch 框架搭建前馈神经网络 class Net(nn.Module): def __init__(self): super(Net, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(28 * 28, 128) self.fc2 = nn.Linear(128, 10) def forward(self, x): x = x.view(-1, 28 * 28) x = nn.functional.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) return x model = Net() # 4. 训练模型并测试模型效果 criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01) train_loss_history = [] train_acc_history = [] test_loss_history = [] test_acc_history = [] for epoch in range(10): train_loss = 0.0 train_total = 0 train_correct = 0 for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader, 0): optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() train_loss += loss.item() _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) train_total += labels.size(0) train_correct += (predicted == labels).sum().item() train_loss_history.append(train_loss / len(train_loader)) train_acc_history.append(train_correct / train_total) test_loss = 0.0 test_total = 0 test_correct = 0 with torch.no_grad(): for inputs, labels in test_loader: outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) test_loss += loss.item() _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) test_total += labels.size(0) test_correct += (predicted == labels).sum().item() test_loss_history.append(test_loss / len(test_loader)) test_acc_history.append(test_correct / test_total) print('Epoch %d, Train Loss: %.3f, Train Acc: %.3f, Test Loss: %.3f, Test Acc: %.3f' % (epoch + 1, train_loss_history[-1], train_acc_history[-1], test_loss_history[-1], test_acc_history[-1])) # 画图 plt.plot(train_loss_history, label='Train Loss') plt.plot(test_loss_history, label='Test Loss') plt.legend() plt.show() plt.plot(train_acc_history, label='Train Acc') plt.plot(test_acc_history, label='Test Acc') plt.legend() plt.show() ``` 希望这个示例代码可以帮助你完成任务。

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