写一个Python代码用GCN算法来实现短文本分类

时间: 2024-01-27 17:03:37 浏览: 31
好的,以下是一个简单的Python代码,用GCN算法来实现短文本分类: 首先,我们需要导入必要的库和模块: ```python import numpy as np import tensorflow as tf import tensorflow.keras.layers as layers from tensorflow.keras import Model ``` 然后,我们定义一个Graph Convolutional Network(GCN)模型: ```python class GCN(Model): def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim): super(GCN, self).__init__() self.hidden_dim = hidden_dim self.output_dim = output_dim self.dense1 = layers.Dense(hidden_dim, activation='relu') self.dense2 = layers.Dense(output_dim, activation='softmax') self.graph_convolution = layers.Dense(hidden_dim, activation='relu') self.dropout = layers.Dropout(0.5) self.batch_norm = layers.BatchNormalization() def call(self, inputs): x, A = inputs x = self.graph_convolution(x) x = tf.matmul(A, x) x = self.batch_norm(x) x = self.dense1(x) x = self.dropout(x) x = self.dense2(x) return x ``` 这是一个非常简单的GCN模型,它由两个密集层和一个图卷积层组成。我们使用ReLU激活函数来加快训练速度,并使用Dropout和BatchNormalization来防止过拟合。我们还使用softmax激活函数来获得输出概率。 接下来,我们定义一个函数来准备数据: ```python def prepare_data(X, y, max_words, max_nodes): X = tf.keras.preprocessing.sequence.pad_sequences(X, maxlen=max_words) A = np.zeros((X.shape[0], max_nodes, max_nodes)) for i in range(X.shape[0]): for j in range(min(max_nodes, len(X[i]))): for k in range(min(max_nodes, len(X[i]))): if j != k: A[i][j][k] = 1.0 / (len(X[i]) - 1) y = tf.keras.utils.to_categorical(y) return X, A, y ``` 这个函数将我们的文本数据转换为适合输入到GCN模型的格式。我们使用pad_sequences来将所有文本序列填充到相同的长度,并创建一个邻接矩阵表示单词之间的关系。 最后,我们定义一个训练函数: ```python def train(X_train, y_train, X_test, y_test, max_words, max_nodes, epochs): model = GCN(hidden_dim=64, output_dim=y_train.shape[1], input_dim=X_train.shape[2]) optimizer = tf.keras.optimizers.Adam() loss_fn = tf.keras.losses.CategoricalCrossentropy() train_loss = tf.keras.metrics.Mean(name='train_loss') train_accuracy = tf.keras.metrics.CategoricalAccuracy(name='train_accuracy') test_loss = tf.keras.metrics.Mean(name='test_loss') test_accuracy = tf.keras.metrics.CategoricalAccuracy(name='test_accuracy') for epoch in range(epochs): train_loss.reset_states() train_accuracy.reset_states() test_loss.reset_states() test_accuracy.reset_states() X_train, A_train, y_train = prepare_data(X_train, y_train, max_words, max_nodes) X_test, A_test, y_test = prepare_data(X_test, y_test, max_words, max_nodes) with tf.GradientTape() as tape: y_pred_train = model([X_train, A_train], training=True) loss_train = loss_fn(y_train, y_pred_train) gradients = tape.gradient(loss_train, model.trainable_variables) optimizer.apply_gradients(zip(gradients, model.trainable_variables)) y_pred_test = model([X_test, A_test], training=False) loss_test = loss_fn(y_test, y_pred_test) train_loss(loss_train) train_accuracy(y_train, y_pred_train) test_loss(loss_test) test_accuracy(y_test, y_pred_test) template = 'Epoch {}, Loss: {}, Accuracy: {}, Test Loss: {}, Test Accuracy: {}' print(template.format(epoch+1, train_loss.result(), train_accuracy.result()*100, test_loss.result(), test_accuracy.result()*100)) ``` 该函数使用Adam优化器和分类交叉熵损失函数来训练模型。我们还使用分类准确性作为评估指标。每个epoch结束时,我们会输出训练和测试的损失和准确性。 现在,我们可以使用这些函数来训练我们的GCN模型了。

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