在cora数据集上的代码

时间: 2023-12-08 14:03:53 浏览: 49
以下是在Cora数据集上使用GAT进行节点分类的完整代码示例: ``` python import numpy as np import tensorflow as tf from tensorflow.keras import layers, optimizers, losses from sklearn.metrics import accuracy_score from scipy.sparse import coo_matrix # 加载Cora数据集 def load_data(path): idx_features_labels = np.genfromtxt("{}{}.content".format(path, "cora"), dtype=np.dtype(str)) features = np.array(idx_features_labels[:, 1:-1], dtype=np.float32) labels = np.array(idx_features_labels[:, -1], dtype=np.int32) idx = np.array(idx_features_labels[:, 0], dtype=np.int32) idx_map = {j: i for i, j in enumerate(idx)} edges_unordered = np.genfromtxt("{}{}.cites".format(path, "cora"), dtype=np.int32) edges = np.array(list(map(idx_map.get, edges_unordered.flatten())), dtype=np.int32).reshape(edges_unordered.shape) adj = coo_matrix((np.ones(edges.shape[0]), (edges[:, 0], edges[:, 1])), shape=(labels.shape[0], labels.shape[0]), dtype=np.float32) return features, labels, adj # 定义GAT模型 class GAT(layers.Layer): def __init__(self, units, num_heads, activation='relu'): super(GAT, self).__init__() self.units = units self.num_heads = num_heads self.activation = activation self.W = [] self.attention = [] for i in range(self.num_heads): self.W.append(layers.Dense(units)) self.attention.append(layers.Dense(1)) self.dropout = layers.Dropout(0.5) self.add = layers.Add() def call(self, inputs, training=True): # inputs shape: (batch_size, num_nodes, input_dim) h = inputs outputs = [] for i in range(self.num_heads): Wh = self.W[i](h) a = self.attention[i](Wh) e = tf.nn.leaky_relu(a) alpha = tf.nn.softmax(e, axis=1) alpha = self.dropout(alpha, training=training) h_prime = tf.matmul(alpha, Wh, transpose_a=True) outputs.append(h_prime) if self.num_heads > 1: h_prime = self.add(outputs) else: h_prime = outputs[0] if self.activation is not None: h_prime = tf.nn.relu(h_prime) return h_prime # 定义模型训练函数 def train_model(features, labels, adj, hidden_units, num_heads, learning_rate, epochs, batch_size): num_nodes = adj.shape[0] input_dim = features.shape[1] num_classes = np.max(labels) + 1 # 构建GAT模型 inputs = layers.Input(shape=(num_nodes, input_dim)) x = inputs for units in hidden_units: x = GAT(units, num_heads)(x) outputs = layers.Dense(num_classes, activation='softmax')(x) model = tf.keras.Model(inputs=inputs, outputs=outputs) # 定义损失函数和优化器 loss_fn = losses.SparseCategoricalCrossentropy() optimizer = optimizers.Adam(learning_rate) # 训练模型 for epoch in range(epochs): # 打乱节点顺序 permutation = np.random.permutation(num_nodes) features = features[permutation] labels = labels[permutation] adj = adj[permutation][:, permutation] for i in range(0, num_nodes, batch_size): # 构建一个batch的数据 indices = range(i, min(i + batch_size, num_nodes)) batch_features = features[indices] batch_labels = labels[indices] batch_adj = adj[indices][:, indices] with tf.GradientTape() as tape: # 计算模型输出 logits = model(batch_features, training=True) # 计算损失函数 loss = loss_fn(batch_labels, logits) + sum(model.losses) # 计算梯度并更新模型参数 grads = tape.gradient(loss, model.trainable_variables) optimizer.apply_gradients(zip(grads, model.trainable_variables)) # 每个epoch结束后计算模型在验证集上的准确率 if (epoch + 1) % 10 == 0: logits = model(features, training=False) val_acc = accuracy_score(labels, np.argmax(logits, axis=1)) print("Epoch {}, val_acc: {:.4f}".format(epoch + 1, val_acc)) return model # 加载数据 features, labels, adj = load_data('cora/') num_nodes = adj.shape[0] num_features = features.shape[1] num_classes = np.max(labels) + 1 # 划分训练集、验证集和测试集 idx_train = range(140) idx_val = range(200, 500) idx_test = range(500, 1500) train_features = features[idx_train] train_labels = labels[idx_train] train_adj = adj[idx_train][:, idx_train] val_features = features[idx_val] val_labels = labels[idx_val] val_adj = adj[idx_val][:, idx_val] test_features = features[idx_test] test_labels = labels[idx_test] test_adj = adj[idx_test][:, idx_test] # 训练模型 model = train_model(train_features, train_labels, train_adj, [8], 8, 0.01, 200, 16) # 在测试集上评估模型 logits = model(test_features, training=False) test_acc = accuracy_score(test_labels, np.argmax(logits, axis=1)) print("Test accuracy: {:.4f}".format(test_acc)) ``` 该代码首先使用`load_data`函数加载Cora数据集,然后定义了一个GAT模型,并使用`train_model`函数对模型进行训练。训练过程中,每个epoch都会计算模型在验证集上的准确率,并输出到控制台。训练完成后,使用模型在测试集上进行预测,并计算预测准确率。

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