请使用Java代码写一个预测价格的BP神经网络算法代码,并将输出的值缩放回原始的量级范围

时间: 2024-03-13 22:42:48 浏览: 17
好的,以下是预测价格的BP神经网络算法的Java代码: ```java import java.util.Random; public class BPNeuralNetwork { private int inputSize; // 输入层节点数 private int hiddenSize; // 隐藏层节点数 private int outputSize; // 输出层节点数 private double[][] inputHiddenWeights; // 输入层到隐藏层的权重矩阵 private double[][] hiddenOutputWeights; // 隐藏层到输出层的权重矩阵 private double[] hiddenBiases; // 隐藏层的偏置 private double[] outputBiases; // 输出层的偏置 private double learningRate; // 学习率 public BPNeuralNetwork(int inputSize, int hiddenSize, int outputSize, double learningRate) { this.inputSize = inputSize; this.hiddenSize = hiddenSize; this.outputSize = outputSize; this.learningRate = learningRate; // 初始化权重与偏置 inputHiddenWeights = new double[inputSize][hiddenSize]; hiddenOutputWeights = new double[hiddenSize][outputSize]; hiddenBiases = new double[hiddenSize]; outputBiases = new double[outputSize]; Random random = new Random(); for (int i = 0; i < inputSize; i++) { for (int j = 0; j < hiddenSize; j++) { inputHiddenWeights[i][j] = random.nextDouble(); } } for (int i = 0; i < hiddenSize; i++) { for (int j = 0; j < outputSize; j++) { hiddenOutputWeights[i][j] = random.nextDouble(); } hiddenBiases[i] = random.nextDouble(); } for (int i = 0; i < outputSize; i++) { outputBiases[i] = random.nextDouble(); } } // sigmoid激活函数 private double sigmoid(double x) { return 1 / (1 + Math.exp(-x)); } // 前向传播 public double[] forward(double[] input) { double[] hiddenOutputs = new double[hiddenSize]; double[] outputs = new double[outputSize]; for (int i = 0; i < hiddenSize; i++) { double sum = 0; for (int j = 0; j < inputSize; j++) { sum += input[j] * inputHiddenWeights[j][i]; } hiddenOutputs[i] = sigmoid(sum + hiddenBiases[i]); } for (int i = 0; i < outputSize; i++) { double sum = 0; for (int j = 0; j < hiddenSize; j++) { sum += hiddenOutputs[j] * hiddenOutputWeights[j][i]; } outputs[i] = sigmoid(sum + outputBiases[i]); } return outputs; } // 反向传播 public void backward(double[] input, double[] target, double[] outputs) { double[] outputErrors = new double[outputSize]; double[] hiddenErrors = new double[hiddenSize]; for (int i = 0; i < outputSize; i++) { outputErrors[i] = (target[i] - outputs[i]) * outputs[i] * (1 - outputs[i]); for (int j = 0; j < hiddenSize; j++) { hiddenOutputWeights[j][i] += learningRate * hiddenOutputs[j] * outputErrors[i]; } outputBiases[i] += learningRate * outputErrors[i]; } for (int i = 0; i < hiddenSize; i++) { double sum = 0; for (int j = 0; j < outputSize; j++) { sum += outputErrors[j] * hiddenOutputWeights[i][j]; } hiddenErrors[i] = sum * hiddenOutputs[i] * (1 - hiddenOutputs[i]); for (int j = 0; j < inputSize; j++) { inputHiddenWeights[j][i] += learningRate * input[j] * hiddenErrors[i]; } hiddenBiases[i] += learningRate * hiddenErrors[i]; } } // 训练 public void train(double[][] inputs, double[][] targets, int epochs) { for (int i = 0; i < epochs; i++) { double error = 0; for (int j = 0; j < inputs.length; j++) { double[] outputs = forward(inputs[j]); backward(inputs[j], targets[j], outputs); for (int k = 0; k < outputSize; k++) { error += Math.pow(targets[j][k] - outputs[k], 2); } } System.out.println("Epoch " + (i + 1) + ", Error: " + error); } } // 缩放回原始的量级范围 public double scaleBack(double value, double min, double max) { return value * (max - min) + min; } } ``` 使用时,可以先构造一个`BPNeuralNetwork`对象,然后调用其`train`方法进行训练,最后调用其`forward`方法进行预测。例如,以下是一个使用该类预测房价的示例代码: ```java public class Main { public static void main(String[] args) { double[][] inputs = {{0.2, 0.3, 0.4}, {0.5, 0.6, 0.7}, {0.8, 0.9, 1.0}}; // 输入数据 double[][] targets = {{0.5}, {0.6}, {0.7}}; // 目标数据 BPNeuralNetwork nn = new BPNeuralNetwork(3, 4, 1, 0.1); // 构造神经网络 nn.train(inputs, targets, 10000); // 训练神经网络 double[] testInput = {0.3, 0.4, 0.5}; // 测试数据 double[] outputs = nn.forward(testInput); // 预测结果 double outputValue = nn.scaleBack(outputs[0], 0, 1); // 缩放回原始的量级范围 System.out.println("Predicted value: " + outputValue); } } ``` 其中,`inputs`和`targets`分别为输入数据和目标数据,`nn`为构造的神经网络,`nn.train(inputs, targets, 10000)`表示对神经网络进行10000轮训练,`testInput`为测试数据,`outputs`为预测结果,`outputValue`为缩放回原始的量级范围后的预测结果。

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