请你教我如何使用python实现BP神经网络,并且避免矩阵的形状不兼容的问题,输入层为10列的矩阵,输出层为1列的矩阵
时间: 2023-06-18 18:07:20 浏览: 83
基于python实现BP神经网络
好的,我可以为你提供一个简单的BP神经网络的实现代码,如下所示:
```python
import numpy as np
# 定义sigmoid函数
def sigmoid(x):
return 1 / (1 + np.exp(-x))
# 定义sigmoid函数的导数
def sigmoid_derivative(x):
return x * (1 - x)
# 定义BP神经网络类
class NeuralNetwork:
def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size):
# 初始化权重矩阵
self.weights1 = np.random.randn(input_size, hidden_size)
self.weights2 = np.random.randn(hidden_size, output_size)
def forward(self, X):
# 前向传播
self.hidden_layer = sigmoid(np.dot(X, self.weights1))
self.output_layer = sigmoid(np.dot(self.hidden_layer, self.weights2))
return self.output_layer
def backward(self, X, y, output, learning_rate):
# 反向传播
self.output_error = y - output
self.output_delta = self.output_error * sigmoid_derivative(output)
self.hidden_error = self.output_delta.dot(self.weights2.T)
self.hidden_delta = self.hidden_error * sigmoid_derivative(self.hidden_layer)
self.weights2 += learning_rate * self.hidden_layer.T.dot(self.output_delta)
self.weights1 += learning_rate * X.T.dot(self.hidden_delta)
def train(self, X, y, learning_rate, epochs):
# 训练神经网络
for i in range(epochs):
output = self.forward(X)
self.backward(X, y, output, learning_rate)
def predict(self, X):
# 预测结果
return self.forward(X)
# 测试代码
X = np.random.randn(100, 10)
y = np.random.randn(100, 1)
nn = NeuralNetwork(10, 5, 1)
nn.train(X, y, 0.1, 1000)
output = nn.predict(X)
print(output)
```
在这个代码中,我们首先定义了sigmoid函数和它的导数,然后定义了一个BP神经网络类,包括初始化权重矩阵、前向传播、反向传播、训练和预测等方法。在训练过程中,我们通过调用forward方法来进行前向传播,然后通过backward方法来进行反向传播,并更新权重矩阵。最后,我们通过调用predict方法来进行预测。
这个代码可以避免矩阵的形状不兼容问题,因为我们在定义权重矩阵的时候已经考虑了输入层、隐藏层和输出层的大小。如果你想要使用其他的输入层、隐藏层和输出层的大小,只需要修改初始化权重矩阵的代码即可。
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