Kernel ridge regression C++带类实现

时间: 2023-10-20 21:09:07 浏览: 36
以下是一个简单的Kernel ridge regression(核岭回归)实现,它使用C++类来实现。这个类包含了训练和预测方法。 ``` #include <iostream> #include <vector> #include <cmath> #include <Eigen/Dense> using namespace std; using namespace Eigen; class KernelRidgeRegression { public: KernelRidgeRegression(vector<vector<double>> X, vector<double> y, double alpha, string kernel_type, double gamma=1.0, double degree=3.0, double coef0=0.0); void train(); double predict(vector<double> x); private: vector<vector<double>> X_; vector<double> y_; double alpha_; string kernel_type_; double gamma_; double degree_; double coef0_; int n_samples_; MatrixXd K_; VectorXd alpha_hat_; }; KernelRidgeRegression::KernelRidgeRegression(vector<vector<double>> X, vector<double> y, double alpha, string kernel_type, double gamma, double degree, double coef0) { X_ = X; y_ = y; alpha_ = alpha; kernel_type_ = kernel_type; gamma_ = gamma; degree_ = degree; coef0_ = coef0; n_samples_ = X.size(); } void KernelRidgeRegression::train() { K_ = MatrixXd(n_samples_, n_samples_); if (kernel_type_ == "linear") { for (int i = 0; i < n_samples_; i++) { for (int j = 0; j < n_samples_; j++) { K_(i, j) = inner_product(X_[i].begin(), X_[i].end(), X_[j].begin(), 0.0); } } } else if (kernel_type_ == "poly") { for (int i = 0; i < n_samples_; i++) { for (int j = 0; j < n_samples_; j++) { K_(i, j) = pow(gamma_ * inner_product(X_[i].begin(), X_[i].end(), X_[j].begin(), 0.0) + coef0_, degree_); } } } else if (kernel_type_ == "rbf") { for (int i = 0; i < n_samples_; i++) { for (int j = 0; j < n_samples_; j++) { K_(i, j) = exp(-gamma_ * pow(inner_product(X_[i].begin(), X_[i].end(), X_[j].begin(), 0.0), 2)); } } } else { throw invalid_argument("Invalid kernel type"); } alpha_hat_ = (K_ + alpha_ * MatrixXd::Identity(n_samples_, n_samples_)).colPivHouseholderQr().solve(VectorXd::Map(y_.data(), y_.size())); } double KernelRidgeRegression::predict(vector<double> x) { VectorXd k(n_samples_); if (kernel_type_ == "linear") { for (int i = 0; i < n_samples_; i++) { k(i) = inner_product(X_[i].begin(), X_[i].end(), x.begin(), 0.0); } } else if (kernel_type_ == "poly") { for (int i = 0; i < n_samples_; i++) { k(i) = pow(gamma_ * inner_product(X_[i].begin(), X_[i].end(), x.begin(), 0.0) + coef0_, degree_); } } else if (kernel_type_ == "rbf") { for (int i = 0; i < n_samples_; i++) { k(i) = exp(-gamma_ * pow(inner_product(X_[i].begin(), X_[i].end(), x.begin(), 0.0), 2)); } } else { throw invalid_argument("Invalid kernel type"); } return (alpha_hat_.transpose() * k)(0); } ``` 这个实现使用了Eigen库来进行矩阵运算。在构造函数中传入训练数据X和y、正则化参数alpha、核函数类型(线性、多项式、高斯径向基函数)、核函数参数(如果需要)。 在train方法中,我们计算并存储核矩阵K,并使用QR分解求解alpha_hat。 在predict方法中,我们计算输入向量x和每个训练样本之间的核函数值k,然后计算预测值。 这个实现是一个简单的示例,你可以根据你的需要进行修改和扩展。

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