class NeuralNetwork:

时间: 2023-07-07 18:35:22 浏览: 133
这是一个类定义的开头,可能表示神经网络的实现。接下来需要定义类的属性和方法。 下面是一个简单的例子,定义了一个具有三层的全连接神经网络,包括输入层、隐藏层和输出层: ``` 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 # 初始化网络参数 self.weights1 = np.random.randn(input_size, hidden_size) self.bias1 = np.zeros((1, hidden_size)) self.weights2 = np.random.randn(hidden_size, output_size) self.bias2 = np.zeros((1, output_size)) def forward(self, x): # 前向传播过程 self.z1 = np.dot(x, self.weights1) + self.bias1 self.a1 = np.tanh(self.z1) self.z2 = np.dot(self.a1, self.weights2) + self.bias2 self.a2 = np.sigmoid(self.z2) return self.a2 def backward(self, x, y, learning_rate): # 反向传播过程 delta2 = (self.a2 - y) * self.a2 * (1 - self.a2) d_weights2 = np.dot(self.a1.T, delta2) d_bias2 = np.sum(delta2, axis=0, keepdims=True) delta1 = np.dot(delta2, self.weights2.T) * (1 - np.power(self.a1, 2)) d_weights1 = np.dot(x.T, delta1) d_bias1 = np.sum(delta1, axis=0) # 更新参数 self.weights1 -= learning_rate * d_weights1 self.bias1 -= learning_rate * d_bias1 self.weights2 -= learning_rate * d_weights2 self.bias2 -= learning_rate * d_bias2 ``` 在这个例子中,`__init__`方法初始化了神经网络的输入层、隐藏层和输出层的大小,以及网络的参数,包括权重和偏置。`forward`方法实现了前向传播过程,计算了神经网络的输出结果。`backward`方法实现了反向传播过程,根据误差来更新网络参数。
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import numpy as np # 定义神经网络模型 class NeuralNetwork: def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size, learning_rate=0.1): # 初始化权重和偏置 self.weights1 = np.random.randn(input_size, hidden_size) self.bias1 = np.zeros((1, hidden_size)) self.weights2 = np.random.randn(hidden_size, output_size) self.bias2 = np.zeros((1, output_size)) # 学习率 self.learning_rate = learning_rate # 前向传播 def forward(self, x): # 第一层 z1 = np.dot(x, self.weights1) + self.bias1 a1 = np.maximum(0, z1) # ReLU激活函数 # 第二层 z2 = np.dot(a1, self.weights2) + self.bias2 return z2, a1 # 训练模型 def train(self, X, y, epochs): for i in range(epochs): # 前向传播,计算预测值和激活值 y_hat, _ = self.forward(X) # 计算损失函数 loss = np.mean((y_hat - y) ** 2) # 反向传播,更新参数 self.backward(X, y, y_hat) # 输出当前状态 print(f"Epoch {i+1}/{epochs}, Loss: {loss}") # 如果损失函数值小于指定值,退出训练 if loss < 0.001: print("训练完成") break # 反向传播 def backward(self, x, y, y_hat): # 计算损失函数的梯度 delta2 = y_hat - y # 计算第二层的参数梯度 dw2 = np.dot(self.a1.T, delta2) db2 = np.sum(delta2, axis=0, keepdims=True) # 计算第一层的参数梯度 delta1 = np.dot(delta2, self.weights2.T) * (self.a1 > 0) dw1 = np.dot(x.T, delta1) db1 = np.sum(delta1, axis=0, keepdims=True) # 更新权重和偏置 self.weights2 -= self.learning_rate * dw2 self.bias2 -= self.learning_rate * db2 self.weights1 -= self.learning_rate * dw1 self.bias1 -= self.learning_rate * db1 # 预测模型 def predict(self, x): y_hat, _ = self.forward(x) return y_hat[0][0] # 用户输入 input_value = input("请输入模型的输入值: ") x_test = np.array([[float(input_value)]]) # 初始化神经网络模型 model = NeuralNetwork(input_size=1, hidden_size=10, output_size=1, learning_rate=0.1) # 训练模型 X_train = np.array([[1], [1.1], [1.2], [2]]) y_train = np.array([[2.21], [2.431], [2.664], [8]]) model.train(X_train, y_train, epochs=1000) # 预测输出值 y_test = model.predict(x_test) print(f"输入值: {x_test[0][0]}, 输出值: {y_test}")

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