请给出使用Python语言编写的神经网络的学习算法代码

时间: 2023-05-27 21:06:40 浏览: 56
以下是使用Python语言编写的简单神经网络学习算法代码: ``` import numpy as np # 定义sigmoid函数 def sigmoid(x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) # 定义神经网络类 class NeuralNetwork: def __init__(self, input_nodes, hidden_nodes, output_nodes, learning_rate): # 初始化神经网络参数 self.input_nodes = input_nodes self.hidden_nodes = hidden_nodes self.output_nodes = output_nodes self.learning_rate = learning_rate # 初始化权重矩阵 self.weights_input_hidden = np.random.normal(0.0, pow(self.hidden_nodes, -0.5), (self.hidden_nodes, self.input_nodes)) self.weights_hidden_output = np.random.normal(0.0, pow(self.output_nodes, -0.5), (self.output_nodes, self.hidden_nodes)) # 初始化偏置项 self.bias_hidden = np.zeros((self.hidden_nodes, 1)) self.bias_output = np.zeros((self.output_nodes, 1)) # 定义前向传播函数 def forward(self, inputs): # 计算隐藏层输入 hidden_inputs = np.dot(self.weights_input_hidden, inputs) + self.bias_hidden # 计算隐藏层输出 hidden_outputs = sigmoid(hidden_inputs) # 计算输出层输入 output_inputs = np.dot(self.weights_hidden_output, hidden_outputs) + self.bias_output # 计算输出层输出 output_outputs = sigmoid(output_inputs) return hidden_outputs, output_outputs # 定义反向传播函数 def backward(self, inputs, hidden_outputs, output_outputs, targets): # 计算输出层误差 output_errors = targets - output_outputs # 计算隐藏层误差 hidden_errors = np.dot(self.weights_hidden_output.T, output_errors) * hidden_outputs * (1 - hidden_outputs) # 更新输出层权重和偏置项 self.weights_hidden_output += self.learning_rate * np.dot(output_errors * output_outputs * (1 - output_outputs), hidden_outputs.T) self.bias_output += self.learning_rate * output_errors * output_outputs * (1 - output_outputs) # 更新隐藏层权重和偏置项 self.weights_input_hidden += self.learning_rate * np.dot(hidden_errors, inputs.T) self.bias_hidden += self.learning_rate * hidden_errors # 定义训练函数 def train(self, inputs_list, targets_list): # 将输入和目标值转化为二维数组 inputs = np.array(inputs_list, ndmin=2).T targets = np.array(targets_list, ndmin=2).T # 前向传播 hidden_outputs, output_outputs = self.forward(inputs) # 反向传播 self.backward(inputs, hidden_outputs, output_outputs, targets) # 定义预测函数 def predict(self, inputs_list): # 将输入转化为二维数组 inputs = np.array(inputs_list, ndmin=2).T # 前向传播 _, output_outputs = self.forward(inputs) return output_outputs ``` 该代码实现了一个简单的全连接前馈神经网络,包括初始化网络参数、前向传播、反向传播、训练和预测等功能。其中,`sigmoid`函数用于激活神经元,`NeuralNetwork`类用于定义神经网络结构和实现学习算法。在训练过程中,将输入和目标值分别传入神经网络中进行前向传播和反向传播;在预测过程中,只需要将输入传入神经网络中进行前向传播即可得到输出值。

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