编写三层前向神经网络反向传播算法程序,对以下数据进行分类。 第一类10个样本(三维空间): [1.58, 2.32, -5.8],[0.67, 1.58,-4.78],[1.04, 1.01, -3.63],[-1.49, 2.18, -3.39], [-0.41,-4.73], [1.39, 3.16, 2.87],1.21,[1.20, 1.40, -1.89], [-0.92, 1.44,-3,22],[0.45, 1.33, -4.38],[-0.76, 0.84, -1.96] ;第二类10 个样本(三维空间): [0.21,0.03,-2.21],[0.37,0.28,-1.81],[0.18, 1.22, 0.16],[-0.24, 0.93,-1.01],[-1.18, 0.39, -0.39], [0.74, 0.96, -1.16],[-0.38, 1.94, -0.48], [0.02, 0.72, -0.17],[0.44, 1.31, -0.14], [0.46, 1.49, 0.68] ;第三类10个样本(三维空间): [-1.54, 1.17, 0.64][5.41, 3.45,-1.33],[1.55,0.99, 2.69],[1.68, 1.79,-0.87],[3.51, -0.22, -1.39],[1.86,3.19, 1.51],[1.40, -0.44, -0.92], [0.44, 0.83, 1.97], [0.25, 0.68, -0.99], [0.66,-0.45, 0.08] 。隐含层结点的激励函数采用tanh函数,输出层的激励函数采用sigmoid函数。目标函数采用平方误差准则函数。

时间: 2023-07-02 20:24:14 浏览: 212
这里提供一个Python版本的代码实现,使用NumPy库来进行矩阵运算。 ```python import numpy as np # 定义tanh和sigmoid激励函数 def tanh(x): return np.tanh(x) def sigmoid(x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) # 定义神经网络模型 class NeuralNetwork: def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim): # 初始化权重矩阵 self.W1 = np.random.randn(input_dim, hidden_dim) / np.sqrt(input_dim) self.b1 = np.zeros((1, hidden_dim)) self.W2 = np.random.randn(hidden_dim, output_dim) / np.sqrt(hidden_dim) self.b2 = np.zeros((1, output_dim)) def forward(self, X): # 前向传播计算输出 self.z1 = np.dot(X, self.W1) + self.b1 self.a1 = tanh(self.z1) self.z2 = np.dot(self.a1, self.W2) + self.b2 self.y = sigmoid(self.z2) return self.y def backward(self, X, y, learning_rate): # 反向传播更新权重矩阵 delta3 = (self.y - y) * self.y * (1 - self.y) dW2 = np.dot(self.a1.T, delta3) db2 = np.sum(delta3, axis=0, keepdims=True) delta2 = np.dot(delta3, self.W2.T) * (1 - self.a1 ** 2) dW1 = np.dot(X.T, delta2) db1 = np.sum(delta2, axis=0) self.W2 -= learning_rate * dW2 self.b2 -= learning_rate * db2 self.W1 -= learning_rate * dW1 self.b1 -= learning_rate * db1 # 构造训练数据 X = np.array([[1.58, 2.32, -5.8], [0.67, 1.58, -4.78], [1.04, 1.01, -3.63], [-1.49, 2.18, -3.39], [-0.41, -4.73, 1.21], [1.39, 3.16, 2.87], [1.20, 1.40, -1.89], [-0.92, 1.44, -3.22], [0.45, 1.33, -4.38], [-0.76, 0.84, -1.96], [0.21, 0.03, -2.21], [0.37, 0.28, -1.81], [0.18, 1.22, 0.16], [-0.24, 0.93, -1.01], [-1.18, 0.39, -0.39], [0.74, 0.96, -1.16], [-0.38, 1.94, -0.48], [0.02, 0.72, -0.17], [0.44, 1.31, -0.14], [0.46, 1.49, 0.68], [-1.54, 1.17, 0.64], [5.41, 3.45, -1.33], [1.55, 0.99, 2.69], [1.68, 1.79, -0.87], [3.51, -0.22, -1.39], [1.86, 3.19, 1.51], [1.40, -0.44, -0.92], [0.44, 0.83, 1.97], [0.25, 0.68, -0.99], [0.66, -0.45, 0.08]]) y = np.array([[1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [0, 1, 0], [0, 1, 0], [0, 1, 0], [0, 1, 0], [0, 1, 0], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1], [0, 0, 1]]) # 定义模型参数 input_dim = 3 hidden_dim = 4 output_dim = 3 learning_rate = 0.1 num_iterations = 10000 # 初始化神经网络模型 nn = NeuralNetwork(input_dim, hidden_dim, output_dim) # 训练模型 for i in range(num_iterations): y_pred = nn.forward(X) nn.backward(X, y, learning_rate) if i % 1000 == 0: loss = np.mean((y_pred - y) ** 2) print("Iteration %d, loss = %.4f" % (i, loss)) # 预测新样本 X_new = np.array([[1.5, 2.5, -5.5], [-1.5, 2.5, -3.5], [0.5, 1.5, -3.5]]) y_pred_new = nn.forward(X_new) print("New samples: ") print(X_new) print("Predictions: ") print(y_pred_new) ``` 这段代码定义了一个三层前向神经网络,包括一个输入层、一个隐含层和一个输出层。其中,隐含层的激励函数使用tanh函数,输出层的激励函数使用sigmoid函数。目标函数采用平方误差准则函数。训练数据包括30个样本,每个样本有三个特征,输出层有3个神经元,分别对应三个类别。最后,我们使用训练好的模型来预测三个新样本的类别。
阅读全文

相关推荐

最新推荐

recommend-type

numpy实现神经网络反向传播算法的步骤

- 实现前向传播函数,将输入数据通过网络的各层进行传播,计算每个层的输出。在每一步中,输入是上一层的输出,通过激活函数处理后成为当前层的输出。 5. **损失函数**: - 使用均方差误差函数作为损失函数,计算...
recommend-type

Python实现的三层BP神经网络算法示例

三层BP神经网络是一种广泛应用的人工神经网络模型,用于解决非线性分类和回归问题。它由输入层、隐藏层和输出层组成,其中输入层接收数据,隐藏层处理信息,而输出层则产生最终的预测结果。在Python中实现这样的神经...
recommend-type

MATLAB 人工智能实验设计 基于BP神经网络的鸢尾花分类器设计

在本实验中,我们将探索如何使用MATLAB设计一个基于反向传播(BP)神经网络的鸢尾花分类器。这个实验旨在让学生理解分类问题的基本概念,并掌握利用BP神经网络构建分类器的流程。实验主要依托MATLAB/Simulink仿真...
recommend-type

PyTorch上搭建简单神经网络实现回归和分类的示例

这个类定义了网络的结构和前向传播过程。下面是一个简单的全连接神经网络的例子,用于回归任务: ```python import torch.nn as nn class SimpleNetwork(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size...
recommend-type

pytorch实现对输入超过三通道的数据进行训练

在`train`函数中,设置模型为训练模式,遍历数据加载器中的批次数据,执行前向传播、计算损失、反向传播和权重更新。 总结一下,PyTorch实现对输入超过三通道数据的训练主要包括以下步骤: 1. 数据预处理:使用`np...
recommend-type

Angular实现MarcHayek简历展示应用教程

资源摘要信息:"MarcHayek-CV:我的简历的Angular应用" Angular 应用是一个基于Angular框架开发的前端应用程序。Angular是一个由谷歌(Google)维护和开发的开源前端框架,它使用TypeScript作为主要编程语言,并且是单页面应用程序(SPA)的优秀解决方案。该应用不仅展示了Marc Hayek的个人简历,而且还介绍了如何在本地环境中设置和配置该Angular项目。 知识点详细说明: 1. Angular 应用程序设置: - Angular 应用程序通常依赖于Node.js运行环境,因此首先需要全局安装Node.js包管理器npm。 - 在本案例中,通过npm安装了两个开发工具:bower和gulp。bower是一个前端包管理器,用于管理项目依赖,而gulp则是一个自动化构建工具,用于处理如压缩、编译、单元测试等任务。 2. 本地环境安装步骤: - 安装命令`npm install -g bower`和`npm install --global gulp`用来全局安装这两个工具。 - 使用git命令克隆远程仓库到本地服务器。支持使用SSH方式(`***:marc-hayek/MarcHayek-CV.git`)和HTTPS方式(需要替换为具体用户名,如`git clone ***`)。 3. 配置流程: - 在server文件夹中的config.json文件里,需要添加用户的电子邮件和密码,以便该应用能够通过内置的联系功能发送信息给Marc Hayek。 - 如果想要在本地服务器上运行该应用程序,则需要根据不同的环境配置(开发环境或生产环境)修改config.json文件中的“baseURL”选项。具体而言,开发环境下通常设置为“../build”,生产环境下设置为“../bin”。 4. 使用的技术栈: - JavaScript:虽然没有直接提到,但是由于Angular框架主要是用JavaScript来编写的,因此这是必须理解的核心技术之一。 - TypeScript:Angular使用TypeScript作为开发语言,它是JavaScript的一个超集,添加了静态类型检查等功能。 - Node.js和npm:用于运行JavaScript代码以及管理JavaScript项目的依赖。 - Git:版本控制系统,用于代码的版本管理及协作开发。 5. 关于项目结构: - 该应用的项目文件夹结构可能遵循Angular CLI的典型结构,包含了如下目录:app(存放应用组件)、assets(存放静态资源如图片、样式表等)、environments(存放环境配置文件)、server(存放服务器配置文件如上文的config.json)等。 6. 开发和构建流程: - 开发时,可能会使用Angular CLI来快速生成组件、服务等,并利用热重载等特性进行实时开发。 - 构建应用时,通过gulp等构建工具可以进行代码压缩、ES6转译、单元测试等自动化任务,以确保代码的质量和性能优化。 7. 部署: - 项目最终需要部署到服务器上,配置文件中的“baseURL”选项指明了服务器上的资源基础路径。 8. 关于Git仓库: - 压缩包子文件的名称为MarcHayek-CV-master,表明这是一个使用Git版本控制的仓库,且存在一个名为master的分支,这通常是项目的主分支。 以上知识点围绕Angular应用“MarcHayek-CV:我的简历”的创建、配置、开发、构建及部署流程进行了详细说明,涉及了前端开发中常见的工具、技术及工作流。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

深入剖析:内存溢出背后的原因、预防及应急策略(专家版)

![深入剖析:内存溢出背后的原因、预防及应急策略(专家版)](https://d8it4huxumps7.cloudfront.net/uploads/images/65e82a01a4196_dangling_pointer_in_c_2.jpg?d=2000x2000) 参考资源链接:[Net 内存溢出(System.OutOfMemoryException)的常见情况和处理方式总结](https://wenku.csdn.net/doc/6412b784be7fbd1778d4a95f?spm=1055.2635.3001.10343) # 1. 内存溢出的概念及影响 内存溢出,又称
recommend-type

Java中如何对年月日时分秒的日期字符串作如下处理:如何日期分钟介于两个相连的半点之间,就将分钟数调整为前半点

在Java中,你可以使用`java.time`包中的类来处理日期和时间,包括格式化和调整。下面是一个示例,展示了如何根据给定的日期字符串(假设格式为"yyyy-MM-dd HH:mm:ss")进行这样的处理: ```java import java.text.SimpleDateFormat; import java.time.LocalDateTime; import java.time.ZoneId; import java.time.ZonedDateTime; public class Main { public static void main(String[] args
recommend-type

Crossbow Spot最新更新 - 获取Chrome扩展新闻

资源摘要信息:"Crossbow Spot - Latest News Update-crx插件" 该信息是关于一款特定的Google Chrome浏览器扩展程序,名为"Crossbow Spot - Latest News Update"。此插件的目的是帮助用户第一时间获取最新的Crossbow Spot相关信息,它作为一个RSS阅读器,自动聚合并展示Crossbow Spot的最新新闻内容。 从描述中可以提取以下关键知识点: 1. 功能概述: - 扩展程序能让用户领先一步了解Crossbow Spot的最新消息,提供实时更新。 - 它支持自动更新功能,用户不必手动点击即可刷新获取最新资讯。 - 用户界面设计灵活,具有美观的新闻小部件,使得信息的展现既实用又吸引人。 2. 用户体验: - 桌面通知功能,通过Chrome的新通知中心托盘进行实时推送,确保用户不会错过任何重要新闻。 - 提供一个便捷的方式来保持与Crossbow Spot最新动态的同步。 3. 语言支持: - 该插件目前仅支持英语,但开发者已经计划在未来的版本中添加对其他语言的支持。 4. 技术实现: - 此扩展程序是基于RSS Feed实现的,即从Crossbow Spot的RSS源中提取最新新闻。 - 扩展程序利用了Chrome的通知API,以及RSS Feed处理机制来实现新闻的即时推送和展示。 5. 版权与免责声明: - 所有的新闻内容都是通过RSS Feed聚合而来,扩展程序本身不提供原创内容。 - 用户在使用插件时应遵守相关的版权和隐私政策。 6. 安装与使用: - 用户需要从Chrome网上应用店下载.crx格式的插件文件,即Crossbow_Spot_-_Latest_News_Update.crx。 - 安装后,插件会自动运行,并且用户可以对其进行配置以满足个人偏好。 从以上信息可以看出,该扩展程序为那些对Crossbow Spot感兴趣或需要密切跟进其更新的用户提供了一个便捷的解决方案,通过集成RSS源和Chrome通知机制,使得信息获取变得更加高效和及时。这对于需要实时更新信息的用户而言,具有一定的实用价值。同时,插件的未来发展计划中包括了多语言支持,这将使得更多的用户能够使用并从中受益。