帮我生成一个4层的BP人工神经网络的详细代码

时间: 2024-01-21 20:19:01 浏览: 22
好的,以下是一个简单的四层BP神经网络的Python代码: ```python import numpy as np class NeuralNetwork: def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.output_size = output_size # 初始化权重和偏置 self.W1 = np.random.randn(self.input_size, self.hidden_size) self.b1 = np.random.randn(self.hidden_size) self.W2 = np.random.randn(self.hidden_size, self.hidden_size) self.b2 = np.random.randn(self.hidden_size) self.W3 = np.random.randn(self.hidden_size, self.output_size) self.b3 = np.random.randn(self.output_size) def sigmoid(self, x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) def sigmoid_derivative(self, x): return x * (1 - x) def forward(self, X): self.z1 = np.dot(X, self.W1) + self.b1 self.a1 = self.sigmoid(self.z1) self.z2 = np.dot(self.a1, self.W2) + self.b2 self.a2 = self.sigmoid(self.z2) self.z3 = np.dot(self.a2, self.W3) + self.b3 y_pred = self.sigmoid(self.z3) return y_pred def backward(self, X, y, y_pred, learning_rate): # 计算输出误差和梯度 delta4 = (y_pred - y) * self.sigmoid_derivative(y_pred) dW3 = np.dot(self.a2.T, delta4) db3 = np.sum(delta4, axis=0, keepdims=True) # 计算第二层误差和梯度 delta3 = np.dot(delta4, self.W3.T) * self.sigmoid_derivative(self.a2) dW2 = np.dot(self.a1.T, delta3) db2 = np.sum(delta3, axis=0) # 计算第一层误差和梯度 delta2 = np.dot(delta3, self.W2.T) * self.sigmoid_derivative(self.a1) dW1 = np.dot(X.T, delta2) db1 = np.sum(delta2, axis=0) # 更新权重和偏置 self.W1 -= learning_rate * dW1 self.b1 -= learning_rate * db1 self.W2 -= learning_rate * dW2 self.b2 -= learning_rate * db2 self.W3 -= learning_rate * dW3 self.b3 -= learning_rate * db3 def train(self, X, y, epochs, learning_rate): for i in range(epochs): y_pred = self.forward(X) self.backward(X, y, y_pred, learning_rate) def predict(self, X): y_pred = self.forward(X) return y_pred ``` 这个神经网络有三个隐藏层和一个输出层。你可以使用以下代码来构建并训练模型: ```python X = np.array([[0,0,1],[0,1,1],[1,0,1],[1,1,1]]) y = np.array([[0],[1],[1],[0]]) nn = NeuralNetwork(input_size=3, hidden_size=4, output_size=1) nn.train(X, y, epochs=10000, learning_rate=0.1) pred = nn.predict(X) print(pred) ``` 这段代码会生成一个4个节点的隐藏层,1个输出节点的BP神经网络,并使用X和y数据集进行训练和预测。在这个例子中,训练10000次,学习速率为0.1。

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