pytorch 线性回归

时间: 2023-10-18 15:08:44 浏览: 48
PyTorch是一款基于Python的科学计算库,主要用于机器学习和深度学习的研究。在PyTorch中,线性回归是最基本的机器学习模型之一,以下是PyTorch实现线性回归的示例代码。 首先,我们需要导入PyTorch库和一些必要的包: ``` python import torch import torch.nn as nn import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt ``` 接下来,我们需要定义一些超参数: ``` python input_size = 1 output_size = 1 num_epochs = 60 learning_rate = 0.001 ``` 这里,我们定义了输入和输出的维度,训练的轮数和学习率。 然后,我们需要准备训练数据和测试数据。在这个例子中,我们使用一个简单的数据集,包含了一些关于人口和收入的信息。我们的目标是根据人口预测收入。我们可以使用NumPy来生成数据集: ``` python x_train = np.array([[1.2], [2.4], [3.6], [4.8], [6.0], [7.2], [8.4], [9.6], [10.8], [12.0]]) y_train = np.array([[2.5], [4.8], [7.1], [9.4], [11.7], [14.0], [16.3], [18.6], [20.9], [23.2]]) x_test = np.array([[1.5], [3.0], [4.5], [6.0], [7.5], [9.0], [10.5], [12.0], [13.5], [15.0]]) y_test = np.array([[3.2], [6.4], [9.6], [12.8], [16.0], [19.2], [22.4], [25.6], [28.8], [32.0]]) ``` 接下来,我们需要将数据转换为张量,并且创建一个线性回归模型。在这个例子中,我们使用PyTorch的nn.Linear模块来实现线性回归模型: ``` python # Convert numpy arrays to torch tensors x_train = torch.from_numpy(x_train).float() y_train = torch.from_numpy(y_train).float() x_test = torch.from_numpy(x_test).float() y_test = torch.from_numpy(y_test).float() # Create linear regression model model = nn.Linear(input_size, output_size) ``` 然后,我们需要定义损失函数和优化器。在这个例子中,我们使用均方误差(MSE)作为损失函数,使用随机梯度下降(SGD)作为优化器: ``` python # Define loss function and optimizer criterion = nn.MSELoss() optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=learning_rate) ``` 接下来,我们可以开始训练模型。在每个epoch中,我们将模型的输出与实际值进行比较,并计算损失。然后,我们使用反向传播算法更新模型的参数。 ``` python # Train the model for epoch in range(num_epochs): # Forward pass outputs = model(x_train) loss = criterion(outputs, y_train) # Backward and optimize optimizer.zero_grad() loss.backward() optimizer.step() if (epoch+1) % 10 == 0: print('Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, num_epochs, loss.item())) ``` 最后,我们可以使用测试集来评估模型的性能: ``` python # Test the model with torch.no_grad(): predicted = model(x_test) test_loss = criterion(predicted, y_test) print('Test Loss: {:.4f}'.format(test_loss.item())) # Plot the graph plt.plot(x_test.numpy(), y_test.numpy(), 'ro', label='Original data') plt.plot(x_test.numpy(), predicted.numpy(), 'b-', label='Fitted line') plt.legend() plt.show() ``` 完整代码如下: ``` python import torch import torch.nn as nn import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # Hyper-parameters input_size = 1 output_size = 1 num_epochs = 60 learning_rate = 0.001 # Toy dataset x_train = np.array([[1.2], [2.4], [3.6], [4.8], [6.0], [7.2], [8.4], [9.6], [10.8], [12.0]]) y_train = np.array([[2.5], [4.8], [7.1], [9.4], [11.7], [14.0], [16.3], [18.6], [20.9], [23.2]]) x_test = np.array([[1.5], [3.0], [4.5], [6.0], [7.5], [9.0], [10.5], [12.0], [13.5], [15.0]]) y_test = np.array([[3.2], [6.4], [9.6], [12.8], [16.0], [19.2], [22.4], [25.6], [28.8], [32.0]]) # Convert numpy arrays to torch tensors x_train = torch.from_numpy(x_train).float() y_train = torch.from_numpy(y_train).float() x_test = torch.from_numpy(x_test).float() y_test = torch.from_numpy(y_test).float() # Create linear regression model model = nn.Linear(input_size, output_size) # Define loss function and optimizer criterion = nn.MSELoss() optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=learning_rate) # Train the model for epoch in range(num_epochs): # Forward pass outputs = model(x_train) loss = criterion(outputs, y_train) # Backward and optimize optimizer.zero_grad() loss.backward() optimizer.step() if (epoch+1) % 10 == 0: print('Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, num_epochs, loss.item())) # Test the model with torch.no_grad(): predicted = model(x_test) test_loss = criterion(predicted, y_test) print('Test Loss: {:.4f}'.format(test_loss.item())) # Plot the graph plt.plot(x_test.numpy(), y_test.numpy(), 'ro', label='Original data') plt.plot(x_test.numpy(), predicted.numpy(), 'b-', label='Fitted line') plt.legend() plt.show() ```

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