c++以一个有输入层点数为3,第一个隐藏层点数为3,第二个隐藏层点数为2,输入层点数为3的bp神经网络为例,讲解bp算法,以代码为例进行讲解

时间: 2024-05-30 08:13:17 浏览: 9
好的,我会根据你的要求进行回答。 BP算法(Back Propagation Algorithm)是一种常见的神经网络训练算法,用于计算误差并且更新权重,使得神经网络能够更好地预测结果。下面以一个输入层点数为3,第一个隐藏层点数为3,第二个隐藏层点数为2,输出层点数为1的BP神经网络为例,讲解BP算法。 首先,定义一些变量。输入样本为x,对应的输出为y,第一层到第二层的权重为w1,第二层到第三层的权重为w2,第二层到输出层的权重为w3。每一层的偏置均为b,学习率为η,误差为E。 在BP算法中,首先需要向前传播计算预测值并计算误差。假设当前的输入样本为x,对应的输出是y,那么: 1.计算第一层的输出: h1 = f(w1 * x + b1) 其中f是激活函数,常用的有Sigmoid、ReLU、Tanh等,这里以Sigmoid函数为例: f(x) = 1 / (1 + exp(-x)) 2.计算第二层的输出: h2 = f(w2 * h1 + b2) 3.计算输出层的预测值: y_pred = f(w3 * h2 + b3) 4.计算误差: E = (y_pred - y) ^ 2 然后,需要进行反向传播来更新权重和偏置。从输出层开始,计算每一层的误差项: 1.输出层的误差项: δ3 = (y_pred - y) * f'(w3 * h2 + b3) 其中f'是激活函数的导数,对于Sigmoid函数: f'(x) = f(x) * (1 - f(x)) 2.第二层的误差项: δ2 = f'(w2 * h1 + b2) * WT * δ3 其中WT是w3的转置。 3.第一层的误差项: δ1 = f'(w1 * x + b1) * WT * δ2 然后,根据误差项计算每一层的梯度并且更新权重和偏置。以输出层到第二层的权重为例: 1.输出层到第二层的权重梯度: grad_w3 = δ3 * h2 2.输出层到第二层的偏置梯度: grad_b3 = δ3 3.第二层到第一层的权重梯度: grad_w2 = δ2 * h1 4.第二层到第一层的偏置梯度: grad_b2 = δ2 5.第一层到输入层的权重梯度: grad_w1 = δ1 * x 6.第一层到输入层的偏置梯度: grad_b1 = δ1 最后,根据梯度和学习率来更新权重和偏置: 1.更新输出层到第二层的权重和偏置: w3 -= η * grad_w3 b3 -= η * grad_b3 2.更新第二层到第一层的权重和偏置: w2 -= η * grad_w2 b2 -= η * grad_b2 3.更新第一层到输入层的权重和偏置: w1 -= η * grad_w1 b1 -= η * grad_b1 以上就是BP算法的完整过程。具体实现可以参考下面的Python代码: import numpy as np # 定义输入样本和对应的输出 X = np.array([[0, 0, 1], [0, 1, 1], [1, 0, 1], [1, 1, 1]]) y = np.array([[0], [1], [1], [0]]) # 定义权重和偏置 w1 = np.random.randn(3, 3) w2 = np.random.randn(3, 2) w3 = np.random.randn(2, 1) b1 = np.zeros((1, 3)) b2 = np.zeros((1, 2)) b3 = np.zeros((1, 1)) # 定义学习率和迭代次数 eta = 0.1 epochs = 10000 # 定义Sigmoid函数 def sigmoid(x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) # 训练过程 for i in range(epochs): # 前向传播计算预测值和误差 h1 = sigmoid(np.dot(X, w1) + b1) h2 = sigmoid(np.dot(h1, w2) + b2) y_pred = sigmoid(np.dot(h2, w3) + b3) E = (y_pred - y) ** 2 / 2 # 反向传播计算误差项和梯度 delta3 = (y_pred - y) * sigmoid(np.dot(h2, w3) + b3) * (1 - sigmoid(np.dot(h2, w3) + b3)) delta2 = np.dot(delta3, w3.T) * sigmoid(np.dot(h1, w2) + b2) * (1 - sigmoid(np.dot(h1, w2) + b2)) delta1 = np.dot(delta2, w2.T) * sigmoid(np.dot(X, w1) + b1) * (1 - sigmoid(np.dot(X, w1) + b1)) grad_w3 = np.dot(h2.T, delta3) grad_b3 = np.sum(delta3) grad_w2 = np.dot(h1.T, delta2) grad_b2 = np.sum(delta2) grad_w1 = np.dot(X.T, delta1) grad_b1 = np.sum(delta1) # 更新权重和偏置 w3 -= eta * grad_w3 b3 -= eta * grad_b3 w2 -= eta * grad_w2 b2 -= eta * grad_b2 w1 -= eta * grad_w1 b1 -= eta * grad_b1 # 打印损失函数 if i % 1000 == 0: print("Iteration: %d; Loss: %f" % (i, np.mean(E)))

相关推荐

最新推荐

recommend-type

C++通过自定义函数找出一个整数数组中第二大数的方法

主要介绍了C++通过自定义函数找出一个整数数组中第二大数的方法,涉及C++针对数组的遍历操作相关技巧,需要的朋友可以参考下
recommend-type

C++如何判断一个数字是否为质数

那么,如何使用 C++ 判断一个数字是否为质数呢?在本文中,我们将详细介绍 C++ 判断一个数字是否为质数的方法和算法。 首先,我们需要了解什么是质数。质数是大于 1 的自然数,除了 1 和它本身,没有别的因数。例如...
recommend-type

opencv3/C++ 将图片转换为视频的实例

OpenCV3 是一个功能强大且广泛使用的计算机视觉库,它提供了大量的图像和视频处理功能。在本文中,我们将介绍如何使用 OpenCV3 和 C++ 将一系列图片转换为视频。 知识点1:OpenCV3 安装配置 要使用 OpenCV3,首先...
recommend-type

C++实现两个有序数组的合并

以下是一个使用C++语言实现数组合并的示例程序: ```cpp int main() { int n1,n2; cin>>n1>>n2; int a[n1],b[n2]; for(int i = 0; i; ++i){ cin>>a[i]; } for(int i=0;i;++i){ cin>>b[i]; } insert(a, b, ...
recommend-type

C++使用递归和非递归算法实现的二叉树叶子节点个数计算方法

下面是一个使用递归方法计算二叉树叶子节点个数的示例代码: ```c int get_leaf_number(BTreeNode *proot) { if (proot == NULL) return 0; if (proot->pleft == NULL && proot->pright == NULL) return 1; ...
recommend-type

基于Springboot的医院信管系统

"基于Springboot的医院信管系统是一个利用现代信息技术和网络技术改进医院信息管理的创新项目。在信息化时代,传统的管理方式已经难以满足高效和便捷的需求,医院信管系统的出现正是适应了这一趋势。系统采用Java语言和B/S架构,即浏览器/服务器模式,结合MySQL作为后端数据库,旨在提升医院信息管理的效率。 项目开发过程遵循了标准的软件开发流程,包括市场调研以了解需求,需求分析以明确系统功能,概要设计和详细设计阶段用于规划系统架构和模块设计,编码则是将设计转化为实际的代码实现。系统的核心功能模块包括首页展示、个人中心、用户管理、医生管理、科室管理、挂号管理、取消挂号管理、问诊记录管理、病房管理、药房管理和管理员管理等,涵盖了医院运营的各个环节。 医院信管系统的优势主要体现在:快速的信息检索,通过输入相关信息能迅速获取结果;大量信息存储且保证安全,相较于纸质文件,系统节省空间和人力资源;此外,其在线特性使得信息更新和共享更为便捷。开发这个系统对于医院来说,不仅提高了管理效率,还降低了成本,符合现代社会对数字化转型的需求。 本文详细阐述了医院信管系统的发展背景、技术选择和开发流程,以及关键组件如Java语言和MySQL数据库的应用。最后,通过功能测试、单元测试和性能测试验证了系统的有效性,结果显示系统功能完整,性能稳定。这个基于Springboot的医院信管系统是一个实用且先进的解决方案,为医院的信息管理带来了显著的提升。"
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

字符串转Float性能调优:优化Python字符串转Float性能的技巧和工具

![字符串转Float性能调优:优化Python字符串转Float性能的技巧和工具](https://pic1.zhimg.com/80/v2-3fea10875a3656144a598a13c97bb84c_1440w.webp) # 1. 字符串转 Float 性能调优概述 字符串转 Float 是一个常见的操作,在数据处理和科学计算中经常遇到。然而,对于大规模数据集或性能要求较高的应用,字符串转 Float 的效率至关重要。本章概述了字符串转 Float 性能调优的必要性,并介绍了优化方法的分类。 ### 1.1 性能调优的必要性 字符串转 Float 的性能问题主要体现在以下方面
recommend-type

Error: Cannot find module 'gulp-uglify

当你遇到 "Error: Cannot find module 'gulp-uglify'" 这个错误时,它通常意味着Node.js在尝试运行一个依赖了 `gulp-uglify` 模块的Gulp任务时,找不到这个模块。`gulp-uglify` 是一个Gulp插件,用于压缩JavaScript代码以减少文件大小。 解决这个问题的步骤一般包括: 1. **检查安装**:确保你已经全局安装了Gulp(`npm install -g gulp`),然后在你的项目目录下安装 `gulp-uglify`(`npm install --save-dev gulp-uglify`)。 2. **配置
recommend-type

基于Springboot的冬奥会科普平台

"冬奥会科普平台的开发旨在利用现代信息技术,如Java编程语言和MySQL数据库,构建一个高效、安全的信息管理系统,以改善传统科普方式的不足。该平台采用B/S架构,提供包括首页、个人中心、用户管理、项目类型管理、项目管理、视频管理、论坛和系统管理等功能,以提升冬奥会科普的检索速度、信息存储能力和安全性。通过需求分析、设计、编码和测试等步骤,确保了平台的稳定性和功能性。" 在这个基于Springboot的冬奥会科普平台项目中,我们关注以下几个关键知识点: 1. **Springboot框架**: Springboot是Java开发中流行的应用框架,它简化了创建独立的、生产级别的基于Spring的应用程序。Springboot的特点在于其自动配置和起步依赖,使得开发者能快速搭建应用程序,并减少常规配置工作。 2. **B/S架构**: 浏览器/服务器模式(B/S)是一种客户端-服务器架构,用户通过浏览器访问服务器端的应用程序,降低了客户端的维护成本,提高了系统的可访问性。 3. **Java编程语言**: Java是这个项目的主要开发语言,具有跨平台性、面向对象、健壮性等特点,适合开发大型、分布式系统。 4. **MySQL数据库**: MySQL是一个开源的关系型数据库管理系统,因其高效、稳定和易于使用而广泛应用于Web应用程序,为平台提供数据存储和查询服务。 5. **需求分析**: 开发前的市场调研和需求分析是项目成功的关键,它帮助确定平台的功能需求,如用户管理、项目管理等,以便满足不同用户群体的需求。 6. **数据库设计**: 数据库设计包括概念设计、逻辑设计和物理设计,涉及表结构、字段定义、索引设计等,以支持平台的高效数据操作。 7. **模块化设计**: 平台功能模块化有助于代码组织和复用,包括首页模块、个人中心模块、管理系统模块等,每个模块负责特定的功能。 8. **软件开发流程**: 遵循传统的软件生命周期模型,包括市场调研、需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试和维护,确保项目的质量和可维护性。 9. **功能测试、单元测试和性能测试**: 在开发过程中,通过这些测试确保平台功能的正确性、模块的独立性和系统的性能,以达到预期的用户体验。 10. **微信小程序、安卓源码**: 虽然主要描述中没有详细说明,但考虑到标签包含这些内容,可能平台还提供了移动端支持,如微信小程序和安卓应用,以便用户通过移动设备访问和交互。 这个基于Springboot的冬奥会科普平台项目结合了现代信息技术和软件工程的最佳实践,旨在通过信息化手段提高科普效率,为用户提供便捷、高效的科普信息管理服务。