def computeCost(X,y,theta):

时间: 2024-05-23 09:10:00 浏览: 10
这个函数是用于计算线性回归的代价函数(cost function),其中: - X 是输入特征矩阵,每一行表示一个样本的所有特征值; - y 是输出变量,表示每个样本对应的目标变量值; - theta 是线性回归的参数向量,包含所有特征的权重和截距项。 代价函数的公式是: $$J(\theta) = \frac{1}{2m}\sum_{i=1}^{m}(h_\theta(x^{(i)})-y^{(i)})^2$$ 其中 $m$ 是样本数量,$h_\theta(x^{(i)})$ 是线性回归模型在参数 $\theta$ 下对第 $i$ 个样本的预测值,即: $$h_\theta(x^{(i)})=\theta^Tx^{(i)}$$ 代价函数的作用是衡量模型在给定参数 $\theta$ 下的预测结果与真实值之间的差距,我们的目标是最小化代价函数。
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computeCost(X2,y2,theta2)

这个函数看起来像是计算线性回归模型的代价函数,其中X2是输入特征矩阵,y2是输出标签向量,theta2是模型的参数向量。代价函数的计算公式为: J(theta) = 1/(2*m) * sum((hypothesis - y)^2) 其中m是样本数量,hypothesis是模型的预测输出,计算公式为: hypothesis = X * theta 可以使用向量化的方法来实现这个函数,代码如下: ```python import numpy as np def computeCost(X, y, theta): m = len(y) hypothesis = X.dot(theta) J = 1/(2*m) * np.sum(np.square(hypothesis - y)) return J ``` 其中np.square()函数是对数组中的每个元素进行平方操作,np.sum()函数是对数组中所有元素求和。

def gradientDescent(X,y,theta,alpha,num_iters):

该函数实现了梯度下降算法,用于求解线性回归的参数。下面是该函数的详细说明: 输入参数: - X: 训练数据集的特征矩阵,大小为 m×n,其中 m 表示样本数,n 表示特征数(不包括截距项)。 - y: 训练数据集的标签,大小为 m×1。 - theta: 初始模型参数,大小为 n+1×1,其中第一个元素为截距项。 - alpha: 学习率。 - num_iters: 迭代次数。 输出参数: - theta: 训练得到的模型参数。 函数实现: 1. 初始化变量: - m: 样本数。 - n: 特征数。 - J_history: 用于记录每次迭代后的代价函数值。 2. 对于每次迭代: - 计算模型预测值与实际值之间的误差,即 h(x)-y,其中 h(x) 表示模型预测值。 - 计算梯度下降的更新量 delta,即 alpha/m * X' * (h(x)-y),其中 X' 为 X 的转置。 - 更新模型参数 theta。 - 计算代价函数值 J(theta)。 - 将 J(theta) 添加到 J_history 中。 3. 返回训练得到的模型参数 theta。 下面是该函数的 Python 代码实现: ```python def gradientDescent(X, y, theta, alpha, num_iters): m = len(y) n = len(theta) - 1 J_history = [] for i in range(num_iters): h = np.dot(X, theta) delta = alpha / m * np.dot(X.T, h - y) theta[1:] -= delta[1:] theta[0] -= alpha / m * np.sum(h - y) J_history.append(computeCost(X, y, theta)) return theta ``` 其中,`computeCost` 函数用于计算代价函数值,具体实现可以参考线性回归的代价函数。

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def nnCostFunction(nn_params,input_layer_size, hidden_layer_size, num_labels,X, y,Lambda): # Reshape nn_params back into the parameters Theta1 and Theta2 Theta1 = nn_params[:((input_layer_size+1) * hidden_layer_size)].reshape(hidden_layer_size,input_layer_size+1) Theta2 = nn_params[((input_layer_size +1)* hidden_layer_size ):].reshape(num_labels,hidden_layer_size+1) m = X.shape[0] J=0 X = np.hstack((np.ones((m,1)),X)) y10 = np.zeros((m,num_labels)) a1 = sigmoid(X @ Theta1.T) a1 = np.hstack((np.ones((m,1)), a1)) # hidden layer a2 = sigmoid(a1 @ Theta2.T) # output layer for i in range(1,num_labels+1): y10[:,i-1][:,np.newaxis] = np.where(y==i,1,0) for j in range(num_labels): J = J + sum(-y10[:,j] * np.log(a2[:,j]) - (1-y10[:,j])*np.log(1-a2[:,j])) cost = 1/m* J reg_J = cost + Lambda/(2*m) * (np.sum(Theta1[:,1:]**2) + np.sum(Theta2[:,1:]**2)) # Implement the backpropagation algorithm to compute the gradients grad1 = np.zeros((Theta1.shape)) grad2 = np.zeros((Theta2.shape)) for i in range(m): xi= X[i,:] # 1 X 401 a1i = a1[i,:] # 1 X 26 a2i =a2[i,:] # 1 X 10 d2 = a2i - y10[i,:] d1 = Theta2.T @ d2.T * sigmoidGradient(np.hstack((1,xi @ Theta1.T))) grad1= grad1 + d1[1:][:,np.newaxis] @ xi[:,np.newaxis].T grad2 = grad2 + d2.T[:,np.newaxis] @ a1i[:,np.newaxis].T grad1 = 1/m * grad1 grad2 = 1/m*grad2 grad1_reg = grad1 + (Lambda/m) * np.hstack((np.zeros((Theta1.shape[0],1)),Theta1[:,1:])) grad2_reg = grad2 + (Lambda/m) * np.hstack((np.zeros((Theta2.shape[0],1)),Theta2[:,1:])) return cost, grad1, grad2,reg_J, grad1_reg,grad2_reg

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