dqn的python代码,用中午注解

时间: 2023-11-12 14:10:35 浏览: 57
很高兴为您解答这个问题。以下是 Deep Q-Network(DQN)的Python代码,带有中文注释说明: ```python import gym import numpy as np import tensorflow as tf from tensorflow import keras # 设置超参数 ENV_NAME = "CartPole-v0" MEMORY_SIZE = 100000 # 记忆池大小 BATCH_SIZE = 32 # 批量大小 GAMMA = 0.99 # 折扣因子 EPSILON_START = 1.0 # 初始探索率 EPSILON_MIN = 0.01 # 最低探索率 EPSILON_DECAY = 1000000 # 探索率衰减率 TARGET_UPDATE_FREQ = 1000 # 目标网络更新频率 # 创建环境 env = gym.make(ENV_NAME) num_actions = env.action_space.n # 创建Q网络和目标网络 q_net = keras.Sequential() q_net.add(keras.layers.Dense(24, input_shape=env.observation_space.shape, activation="relu")) q_net.add(keras.layers.Dense(24, activation="relu")) q_net.add(keras.layers.Dense(num_actions, activation=None)) target_net = keras.models.clone_model(q_net) target_net.set_weights(q_net.get_weights()) # 创建记忆池 memory_states = np.zeros((MEMORY_SIZE, env.observation_space.shape[0])) memory_actions = np.zeros((MEMORY_SIZE,), dtype=np.uint8) memory_rewards = np.zeros((MEMORY_SIZE,)) memory_next_states = np.zeros((MEMORY_SIZE, env.observation_space.shape[0])) memory_dones = np.zeros((MEMORY_SIZE,), dtype=np.uint8) memory_counter = 0 # 初始化探索率和步数计数器 epsilon = EPSILON_START step_count = 0 # 定义损失函数和优化器 loss_func = keras.losses.mean_squared_error optimizer = keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.001) # 训练Q网络 for episode in range(1000): state = env.reset() episode_reward = 0 done = False while not done: # 探索或利用 if np.random.rand() < epsilon: action = env.action_space.sample() else: q_values = q_net.predict(np.expand_dims(state, axis=0)) action = np.argmax(q_values) # 执行动作,得到下一个状态、奖励和是否结束标志 next_state, reward, done, _ = env.step(action) episode_reward += reward # 将记忆添加到记忆池中 memory_states[memory_counter] = state memory_actions[memory_counter] = action memory_rewards[memory_counter] = reward memory_next_states[memory_counter] = next_state memory_dones[memory_counter] = done memory_counter = (memory_counter + 1) % MEMORY_SIZE # 更新Q网络 if memory_counter >= BATCH_SIZE: batch_indices = np.random.choice(MEMORY_SIZE, BATCH_SIZE, replace=False) batch_states = memory_states[batch_indices] batch_actions = memory_actions[batch_indices] batch_rewards = memory_rewards[batch_indices] batch_next_states = memory_next_states[batch_indices] batch_dones = memory_dones[batch_indices] q_values_next = target_net.predict_on_batch(batch_next_states) max_q_values_next = np.max(q_values_next, axis=1) targets = batch_rewards + (1 - batch_dones) * GAMMA * max_q_values_next q_values = q_net.predict_on_batch(batch_states) q_values[np.arange(BATCH_SIZE), batch_actions] = targets loss = q_net.train_on_batch(batch_states, q_values) # 更新目标网络 if step_count % TARGET_UPDATE_FREQ == 0: target_net.set_weights(q_net.get_weights()) # 更新探索率和步数计数器 epsilon = max(EPSILON_MIN, EPSILON_START - step_count / EPSILON_DECAY) step_count += 1 # 进入下一个状态 state = next_state print(f"Episode {episode + 1}: reward = {episode_reward}") ``` 这是一个简单的DQN实现,用于解决OpenAI Gym的CartPole环境。它使用TensorFlow 2.0构建神经网络,基于经验回放和固定Q目标的思想进行训练。在训练过程中,会逐渐降低探索率,提高利用率,从而使得智能体更加稳定地学习到正确的行为策略。
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