用Python写一个用BP算法实现分类的代码,其中隐藏层的激励函数采用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函数,待分类数据由用户输入

时间: 2024-02-15 18:02:50 浏览: 69
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用python编写bp算法

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好的,下面是一个简单的用Python实现BP算法分类的代码,其中隐藏层的激励函数采用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函数,待分类数据由用户输入: ```python import numpy as np # 定义神经网络结构 class NeuralNetwork: def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.output_size = output_size # 初始化权重和偏置 self.W1 = np.random.randn(self.input_size, self.hidden_size) self.b1 = np.zeros((1, self.hidden_size)) self.W2 = np.random.randn(self.hidden_size, self.output_size) self.b2 = np.zeros((1, self.output_size)) # 定义tanh激活函数 def tanh(self, x): return np.tanh(x) # 定义sigmoid激活函数 def sigmoid(self, x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) # 前向传播 def forward(self, X): self.z1 = np.dot(X, self.W1) + self.b1 self.a1 = self.tanh(self.z1) self.z2 = np.dot(self.a1, self.W2) + self.b2 self.a2 = self.sigmoid(self.z2) return self.a2 # 计算平方误差函数 def loss(self, Y, Y_hat): return np.sum((Y - Y_hat) ** 2) # 反向传播 def backward(self, X, Y, Y_hat, learning_rate): delta2 = (Y_hat - Y) * self.a2 * (1 - self.a2) dW2 = np.dot(self.a1.T, delta2) db2 = np.sum(delta2, axis=0, keepdims=True) delta1 = np.dot(delta2, self.W2.T) * (1 - self.a1 ** 2) dW1 = np.dot(X.T, delta1) db1 = np.sum(delta1, axis=0) # 更新权重和偏置 self.W2 -= learning_rate * dW2 self.b2 -= learning_rate * db2 self.W1 -= learning_rate * dW1 self.b1 -= learning_rate * db1 # 训练神经网络 def train(self, X, Y, learning_rate, epochs): for i in range(epochs): Y_hat = self.forward(X) loss = self.loss(Y, Y_hat) self.backward(X, Y, Y_hat, learning_rate) if i % 100 == 0: print("Epochs:", i, "Loss:", loss) # 预测新数据 def predict(self, X): Y_hat = self.forward(X) return np.round(Y_hat) # 获取数据 X = np.array([[0, 0], [0, 1], [1, 0], [1, 1]]) Y = np.array([[0], [1], [1], [0]]) # 创建神经网络 nn = NeuralNetwork(2, 3, 1) # 训练神经网络 nn.train(X, Y, 0.1, 1000) # 预测新数据 while True: try: x1 = float(input("请输入第一个特征值:")) x2 = float(input("请输入第二个特征值:")) X_new = np.array([[x1, x2]]) Y_pred = nn.predict(X_new) print("预测结果为:", Y_pred) except: print("程序终止!") break ``` 这段代码实现了一个2-3-1的神经网络,其中输入层有2个神经元,隐藏层有3个神经元,输出层有1个神经元。你可以根据自己的需求修改输入数据的维度、神经网络的结构和超参数等。
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