请使用C语言实现手写数字识别
时间: 2023-08-20 11:06:09 浏览: 49
手写数字识别是一个典型的机器学习问题,需要用到机器学习算法。C语言本身并不是一个机器学习语言,但是可以使用C语言实现机器学习算法。
下面是一个简单的手写数字识别的C语言程序,使用了简单的线性回归算法:
```c
#include <stdio.h>
#define LEARNING_RATE 0.1
#define NUM_FEATURES 784
#define NUM_CLASSES 10
float weights[NUM_CLASSES][NUM_FEATURES] = {0.0}; // 权重矩阵
// 随机初始化权重矩阵
void init_weights() {
for (int i = 0; i < NUM_CLASSES; i++) {
for (int j = 0; j < NUM_FEATURES; j++) {
weights[i][j] = ((float)rand() / RAND_MAX) * 2 - 1;
}
}
}
// 计算样本的预测概率
void softmax(float x[NUM_CLASSES], float y[NUM_CLASSES]) {
float max_x = x[0];
for (int i = 1; i < NUM_CLASSES; i++) {
if (x[i] > max_x) {
max_x = x[i];
}
}
float sum = 0.0;
for (int i = 0; i < NUM_CLASSES; i++) {
y[i] = exp(x[i] - max_x);
sum += y[i];
}
for (int i = 0; i < NUM_CLASSES; i++) {
y[i] /= sum;
}
}
// 对样本进行分类
int classify(float x[NUM_FEATURES]) {
float scores[NUM_CLASSES] = {0.0};
for (int i = 0; i < NUM_CLASSES; i++) {
for (int j = 0; j < NUM_FEATURES; j++) {
scores[i] += weights[i][j] * x[j];
}
}
float probs[NUM_CLASSES] = {0.0};
softmax(scores, probs);
int max_index = 0;
for (int i = 1; i < NUM_CLASSES; i++) {
if (probs[i] > probs[max_index]) {
max_index = i;
}
}
return max_index;
}
// 更新权重矩阵
void update_weights(float x[NUM_FEATURES], int y_true) {
float scores[NUM_CLASSES] = {0.0};
for (int i = 0; i < NUM_CLASSES; i++) {
for (int j = 0; j < NUM_FEATURES; j++) {
scores[i] += weights[i][j] * x[j];
}
}
float probs[NUM_CLASSES] = {0.0};
softmax(scores, probs);
for (int i = 0; i < NUM_CLASSES; i++) {
float p = (i == y_true ? 1.0 : 0.0) - probs[i];
for (int j = 0; j < NUM_FEATURES; j++) {
weights[i][j] += LEARNING_RATE * p * x[j];
}
}
}
int main() {
init_weights();
float x[NUM_FEATURES] = {0.0}; // 输入样本
int y_true = 0; // 样本对应的真实标签
int y_pred = classify(x); // 样本对应的预测标签
update_weights(x, y_true); // 更新权重矩阵
return 0;
}
```
这个程序使用了一个简单的线性回归算法来实现手写数字识别。它首先随机初始化了一个权重矩阵,然后对每个输入样本进行分类,得到预测的标签,然后使用真实标签来更新权重矩阵,使得预测标签更加接近真实标签。程序中使用了softmax函数来计算样本的预测概率。
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