生成一段使用遗传算法的人工神经网络代码

时间: 2023-09-26 20:09:30 浏览: 35
遗传算法可以用于优化神经网络的权重和结构,下面是一个使用遗传算法训练神经网络的示例代码: ```python import random import numpy as np class NeuroEvolution: def __init__(self, input_size, output_size, pop_size): self.input_size = input_size self.output_size = output_size self.pop_size = pop_size self.population = [] for i in range(pop_size): chromosome = [] chromosome.append(np.random.randint(1, 10)) # 随机生成输入层节点数 chromosome.append(np.random.randint(1, 10)) # 随机生成隐藏层节点数 chromosome.append(np.random.randint(1, 10)) # 随机生成隐藏层节点数 chromosome.append(np.random.randn(chromosome[0], chromosome[1])) # 随机生成输入层到第一层隐藏层的权重 chromosome.append(np.random.randn(chromosome[1], chromosome[2])) # 随机生成第一层隐藏层到第二层隐藏层的权重 chromosome.append(np.random.randn(chromosome[2], output_size)) # 随机生成第二层隐藏层到输出层的权重 self.population.append(chromosome) def fitness(self, chromosome, X, y): input_size, hidden_size1, hidden_size2, w1, w2, w3 = chromosome z1 = np.dot(X, w1) a1 = np.tanh(z1) z2 = np.dot(a1, w2) a2 = np.tanh(z2) z3 = np.dot(a2, w3) output = self.softmax(z3) loss = -np.sum(y * np.log(output)) / len(y) return 1 / (1 + loss) def softmax(self, x): e_x = np.exp(x - np.max(x)) return e_x / e_x.sum(axis=1, keepdims=True) def crossover(self, parent1, parent2): child = [] for i in range(len(parent1)): if isinstance(parent1[i], int): child.append(parent1[i] if random.random() < 0.5 else parent2[i]) else: alpha = np.random.uniform(-0.1, 1.1, parent1[i].shape) child.append(alpha * parent1[i] + (1 - alpha) * parent2[i]) return child def mutate(self, chromosome, mutation_rate): for i in range(len(chromosome)): if isinstance(chromosome[i], int): chromosome[i] += np.random.randint(-1, 2) else: chromosome[i] += np.random.normal(0, mutation_rate, chromosome[i].shape) return chromosome def evolve(self, X, y, elitism, mutation_rate): fitnesses = [self.fitness(chromosome, X, y) for chromosome in self.population] sorted_indices = np.argsort(fitnesses)[::-1] new_population = [] if elitism: new_population.append(self.population[sorted_indices[0]]) while len(new_population) < self.pop_size: parent1 = self.population[sorted_indices[np.random.randint(0, self.pop_size)]] parent2 = self.population[sorted_indices[np.random.randint(0, self.pop_size)]] child = self.crossover(parent1, parent2) if random.random() < mutation_rate: child = self.mutate(child, mutation_rate) new_population.append(child) self.population = new_population ``` 以上是一个简单的遗传算法的神经网络的代码示例,其中包括了初始化种群、计算适应度、交叉和变异等方法。需要注意的是,这里使用了tanh和softmax作为激活函数,可以根据实际情况进行调整。

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