解释from keras.layers import Convolution2D, MaxPooling2D, ZeroPadding2D

时间: 2023-08-18 09:05:26 浏览: 36
这行代码是在Keras深度学习框架中,导入了Convolution2D、MaxPooling2D和ZeroPadding2D三个二维卷积层。它们在卷积神经网络中常用于提取图像特征。具体解释如下: 1. Convolution2D:卷积层,通过一系列的卷积操作,将输入数据与卷积核进行卷积运算,得到卷积特征图,可以用于图像分类、目标检测、语义分割等任务。 2. MaxPooling2D:池化层,通过对卷积特征图进行降采样,减少特征图的维度,同时保留特征图中最显著的特征,可以防止过拟合,加快训练速度。 3. ZeroPadding2D:填充层,用于在输入数据的边缘进行填充,可以保留输入图像的大小,同时增加了卷积核在图像边缘的计算,提高卷积的感受野。
相关问题

from keras.layers.convolutional import

Conv2D The `Conv2D` layer in Keras is used for two-dimensional convolutional operations. It is commonly used in deep learning models for computer vision tasks, such as image classification or object detection. Here is an example of how to use the `Conv2D` layer in Keras: ```python from keras.models import Sequential from keras.layers import Conv2D model = Sequential() model.add(Conv2D(filters=32, kernel_size=(3, 3), activation='relu', input_shape=(height, width, channels))) ``` In this example, we create a sequential model and add a `Conv2D` layer to it. The `filters` parameter specifies the number of output filters in the convolution, and the `kernel_size` parameter determines the size of the convolutional kernel. The `activation` parameter specifies the activation function to be applied after the convolution operation. Finally, the `input_shape` parameter defines the shape of the input images. Note that this is just a basic example, and there are many other parameters and options available for the `Conv2D` layer in Keras. You can refer to the Keras documentation for more details on how to use this layer.

keras.layer.convolution

Keras是一个高级神经网络库,它提供了一系列用于构建深度学习模型的高级API。在Keras中,卷积层可以通过`Conv2D`类来实现。 `Conv2D`类是Keras中的一个二维卷积层,用于处理二维图像数据。它接受输入数据的形状为(batch_size, height, width, channels),其中batch_size表示批处理的大小,height和width表示输入图像的高度和宽度,channels表示输入图像的通道数。 下面是一个使用`Conv2D`层的例子: ```python from keras.models import Sequential from keras.layers import Conv2D model = Sequential() model.add(Conv2D(filters=32, kernel_size=(3, 3), activation='relu', input_shape=(height, width, channels))) ``` 在这个例子中,我们创建了一个Sequential模型,并向其添加了一个`Conv2D`层。该层有32个卷积核(filters=32),每个卷积核的大小为3x3(kernel_size=(3, 3))。激活函数使用ReLU(activation='relu'),并且输入数据的形状是(height, width, channels)。 通过使用不同的参数配置,你可以根据自己的需求来创建不同类型的卷积层。

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这错误是因为第二个卷积层的输入形状不匹配。第一个卷积层的输出形状是 (batch_size, 1, 32),这意味着每个样本都是一个长度为 1 的序列,有 32 个特征。第二个卷积层的卷积核大小为 3,如果应用这个卷积核,每个样本的长度将减少 2,因此输出形状将变成 (batch_size, -2, 64),其中 -2 是负数。这就是为什么会出现“负维度尺寸”的错误。 要解决这个问题,你可以在第一个卷积层之后添加一个池化层,以减小特征图的大小。例如,你可以添加一个 MaxPooling1D 层,将特征图的长度减半,这样第二个卷积层的输入形状将变成 (batch_size, 1, 64)。 修改后的代码如下: import numpy as np import pandas as pd from keras.models import Sequential from keras.layers import Conv1D, MaxPooling1D, Dense, Flatten # 加载数据 data = pd.read_csv('3c_left_1-6.csv') # 将数据转换为三维时序信号 x = data.iloc[:, 0:3].values x = x.reshape(x.shape[0], x.shape[1], 1) # 添加噪声 noise = np.random.normal(0, 1, x.shape) x_noise = x + noise # 构建模型 model = Sequential() model.add(Conv1D(32, kernel_size=3, activation='relu', input_shape=(3, 1))) model.add(MaxPooling1D(pool_size=2)) model.add(Conv1D(64, kernel_size=3, activation='relu')) model.add(Flatten()) model.add(Dense(128, activation='relu')) model.add(Dense(3)) # 编译模型 model.compile(loss='mse', optimizer='adam') # 训练模型 model.fit(x_noise, x, epochs=50, batch_size=32) # 预测结果 x_pred = model.predict(x_noise) # 计算SNR、MSE、PSNR snr = 10 * np.log10(np.sum(x ** 2) / np.sum((x - x_pred) ** 2)) mse = np.mean((x - x_pred) ** 2) psnr = 10 * np.log10((np.max(x) ** 2) / mse) # 保存结果 result = pd.DataFrame({'SNR': [snr], 'MSE': [mse], 'PSNR': [psnr]}) result.to_csv('result.csv', index=False)
以下是TensorFlow中的深度卷积神经网络代码: python import tensorflow as tf # 输入图片的大小 input_shape = (224, 224, 3) # 定义深度卷积神经网络 model = tf.keras.models.Sequential([ # 第一个卷积层 tf.keras.layers.DepthwiseConv2D(kernel_size=(3, 3), strides=(1, 1), padding='same', input_shape=input_shape), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU(), tf.keras.layers.Conv2D(filters=32, kernel_size=(1, 1), strides=(1, 1), padding='same'), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU(), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2), padding='same'), # 第二个卷积层 tf.keras.layers.DepthwiseConv2D(kernel_size=(3, 3), strides=(1, 1), padding='same'), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU(), tf.keras.layers.Conv2D(filters=64, kernel_size=(1, 1), strides=(1, 1), padding='same'), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU(), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2), padding='same'), # 第三个卷积层 tf.keras.layers.DepthwiseConv2D(kernel_size=(3, 3), strides=(1, 1), padding='same'), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU(), tf.keras.layers.Conv2D(filters=128, kernel_size=(1, 1), strides=(1, 1), padding='same'), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU(), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2), padding='same'), # 第四个卷积层 tf.keras.layers.DepthwiseConv2D(kernel_size=(3, 3), strides=(1, 1), padding='same'), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU(), tf.keras.layers.Conv2D(filters=256, kernel_size=(1, 1), strides=(1, 1), padding='same'), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU(), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2), padding='same'), # 第五个卷积层 tf.keras.layers.DepthwiseConv2D(kernel_size=(3, 3), strides=(1, 1), padding='same'), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU(), tf.keras.layers.Conv2D(filters=512, kernel_size=(1, 1), strides=(1, 1), padding='same'), tf.keras.layers.BatchNormalization(), tf.keras.layers.ReLU(), tf.keras.layers.MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2), padding='same'), # 全局平均池化层 tf.keras.layers.GlobalAveragePooling2D(), # 全连接层 tf.keras.layers.Dense(units=1000, activation='softmax') ]) # 输出网络结构 model.summary() 说明: - DepthwiseConv2D层:深度卷积层,只对每个输入通道进行卷积,不同通道之间不会产生影响,可以减少计算量和模型大小。 - BatchNormalization层:批量归一化层,用于加速收敛和提高模型的泛化能力。 - ReLU层:激活函数层,用于增强网络的非线性能力。 - Conv2D层:普通卷积层,用于在深度卷积层的基础上进行特征提取和特征组合。 - MaxPooling2D层:最大池化层,用于降低特征图的大小和模型的复杂度。 - GlobalAveragePooling2D层:全局平均池化层,用于将特征图转换为全连接层所需的一维向量。 - Dense层:全连接层,用于分类或回归任务。

解释from keras.layers import Input, Conv2D, BatchNormalization, Activation, Addfrom keras.models import Modeldef res_block(inputs, filters, kernel_size=3, strides=1, padding='same'): x = Conv2D(filters, kernel_size, strides=strides, padding=padding)(inputs) x = BatchNormalization()(x) x = Activation('relu')(x) x = Conv2D(filters, kernel_size, strides=1, padding=padding)(x) x = BatchNormalization()(x) x = Add()([x, inputs]) x = Activation('relu')(x) return xinput_shape = (224, 224, 3)input1 = Input(input_shape)input2 = Input(input_shape)input3 = Input(input_shape)x = Conv2D(64, 7, strides=2, padding='same')(input1)x = BatchNormalization()(x)x = Activation('relu')(x)x = res_block(x, 64)x = res_block(x, 64)x = Conv2D(128, 3, strides=2, padding='same')(x)x = BatchNormalization()(x)x = Activation('relu')(x)x = res_block(x, 128)x = res_block(x, 128)x = Conv2D(256, 3, strides=2, padding='same')(x)x = BatchNormalization()(x)x = Activation('relu')(x)x = res_block(x, 256)x = res_block(x, 256)x = Conv2D(512, 3, strides=2, padding='same')(x)x = BatchNormalization()(x)x = Activation('relu')(x)x = res_block(x, 512)x = res_block(x, 512)x1 = Conv2D(1024, 3, strides=2, padding='same')(x)x1 = BatchNormalization()(x1)x1 = Activation('relu')(x1)x1 = res_block(x1, 1024)x1 = res_block(x1, 1024)x1 = Conv2D(2048, 3, strides=2, padding='same')(x1)x1 = BatchNormalization()(x1)x1 = Activation('relu')(x1)x1 = res_block(x1, 2048)x1 = res_block(x1, 2048)output1 = x1x2 = Conv2D(1024, 3, strides=2, padding='same')(x)x2 = BatchNormalization()(x2)x2 = Activation('relu')(x2)x2 = res_block(x2, 1024)x2 = res_block(x2, 1024)x2 = Conv2D(2048, 3, strides=2, padding='same')(x2)x2 = BatchNormalization()(x2)x2 = Activation('relu')(x2)x2 = res_block(x2, 2048)x2 = res_block(x2, 2048)output2 = x2x3 = Conv2D(1024, 3, strides=2, padding='same')(x)x3 = BatchNormalization()(x3)x3 = Activation('relu')(x3)x3 = res_block(x3, 1024)x3 = res_block(x3, 1024)x3 = Conv2D(2048, 3, strides=2, padding='same')(x3)x3 = BatchNormalization()(x3)x3 = Activation('relu')(x3)x3 = res_block(x3, 2048)x3 = res_block(x3, 2048)output3 = x3model = Model(inputs=[input1, input2, input3], outputs=[output1, output2, output3])

首先,您需要安装Keras和其他必要的库。然后,您可以按照以下步骤实现使用胶囊网络对(224,224)的图像进行3分类: 1. 导入所需库和模型 from keras import layers, models, optimizers from keras.layers import Dropout, Flatten, Dense, Input, Conv2D, MaxPooling2D from keras.layers import BatchNormalization from keras.utils import plot_model from keras.utils import to_categorical from keras import backend as K from keras.utils import np_utils from keras.layers import Convolution2D, Reshape from keras import callbacks from capsulelayers import CapsuleLayer, PrimaryCap, Length, Mask 2. 定义输入图像的形状 input_shape = (224, 224, 3) 3. 定义胶囊网络模型 def CapsNet(input_shape, n_class, routings): x = Input(shape=input_shape) conv1 = Conv2D(filters=64, kernel_size=3, strides=1, padding='valid', activation='relu', name='conv1')(x) conv1 = BatchNormalization()(conv1) conv2 = Conv2D(filters=64, kernel_size=3, strides=1, padding='valid', activation='relu', name='conv2')(conv1) conv2 = BatchNormalization()(conv2) primarycaps = PrimaryCap(conv2, dim_capsule=8, n_channels=32, kernel_size=3, strides=2, padding='valid') digitcaps = CapsuleLayer(num_capsule=n_class, dim_capsule=16, routings=routings, name='digitcaps')(primarycaps) out_caps = Length(name='capsnet')(digitcaps) # Decoder network y = Input(shape=(n_class,)) masked_by_y = Mask()([digitcaps, y]) x_recon = layers.Dense(512, activation='relu')(masked_by_y) x_recon = layers.Dense(1024, activation='relu')(x_recon) x_recon = layers.Dense(np.prod(input_shape), activation='sigmoid')(x_recon) x_recon = layers.Reshape(target_shape=input_shape, name='out_recon')(x_recon) return models.Model([x, y], [out_caps, x_recon]) 4. 创建模型实例 model = CapsNet(input_shape=(224, 224, 3), n_class=3, routings=3) model.summary() 5. 编译模型并训练 model.compile(optimizer=optimizers.Adam(lr=1e-3), loss=[margin_loss, 'mse'], loss_weights=[1., 0.2], metrics={'capsnet': 'accuracy'}) history = model.fit([x_train, y_train], [y_train, x_train], batch_size=args.batch_size, epochs=args.epochs, validation_data=[[x_test, y_test], [y_test, x_test]], callbacks=[lr_decay, log]) 其中x_train和y_train表示训练数据及其对应标签,x_test和y_test表示测试数据及其对应标签。 6. 评估模型 y_pred, x_recon = model.predict([x_test, y_test], batch_size=args.batch_size) 7. 可选:保存模型 model.save('model.h5')
可以使用下面的Python代码来利用卷积神经网络(CNN)训练鸢尾花数据集:from keras.models import Sequential from keras.layers import Conv2D from keras.layers import MaxPooling2D from keras.layers import Flatten from keras.layers import Dense# Initialising the CNN classifier = Sequential()# Step 1 - Convolution classifier.add(Conv2D(32, (3, 3), input_shape = (64, 64, 3), activation = 'relu'))# Step 2 - Pooling classifier.add(MaxPooling2D(pool_size = (2, 2)))# Adding a second convolutional layer classifier.add(Conv2D(32, (3, 3), activation = 'relu')) classifier.add(MaxPooling2D(pool_size = (2, 2)))# Step 3 - Flattening classifier.add(Flatten())# Step 4 - Full connection classifier.add(Dense(units = 128, activation = 'relu')) classifier.add(Dense(units = 1, activation = 'sigmoid'))# Compiling the CNN classifier.compile(optimizer = 'adam', loss = 'binary_crossentropy', metrics = ['accuracy'])# Part 2 - Fitting the CNN to the imagesfrom keras.preprocessing.image import ImageDataGeneratortrain_datagen = ImageDataGenerator(rescale = 1./255, shear_range = 0.2, zoom_range = 0.2, horizontal_flip = True)test_datagen = ImageDataGenerator(rescale = 1./255)training_set = train_datagen.flow_from_directory('dataset/training_set', target_size = (64, 64), batch_size = 32, class_mode = 'binary')test_set = test_datagen.flow_from_directory('dataset/test_set', target_size = (64, 64), batch_size = 32, class_mode = 'binary')classifier.fit_generator(training_set, steps_per_epoch = 8000, epochs = 25, validation_data = test_set, validation_steps = 2000)
Keras中的可分离卷积(Separable Convolution)是一种卷积操作,它将标准卷积分解为两个独立的操作:深度卷积和逐点卷积。这种方法可以有效地减少参数数量和计算量,同时保持模型的表示能力。 在Keras中,我们可以使用SeparableConv2D层来实现可分离卷积。这个层的用法和普通卷积层很相似,只是多了一个depth_multiplier参数,用于控制输出通道数相对于输入通道数的倍数。 下面是一个使用可分离卷积的例子: python from keras.models import Sequential from keras.layers import SeparableConv2D, MaxPooling2D, Flatten, Dense model = Sequential() model.add(SeparableConv2D(32, (3, 3), activation='relu', input_shape=(width, height, channels))) model.add(SeparableConv2D(64, (3, 3), activation='relu')) model.add(MaxPooling2D((2, 2))) model.add(Flatten()) model.add(Dense(64, activation='relu')) model.add(Dense(num_classes, activation='softmax')) model.compile(optimizer='adam', loss='categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) 在这个例子中,我们使用了两个可分离卷积层,每个层后面跟着一个ReLU激活函数。然后我们添加了一个最大池化层、一个展平层和两个全连接层。最后,我们编译模型并指定优化器、损失函数和评估指标。 使用可分离卷积可以在一定程度上提高模型的性能,并减少参数量和计算量,特别是在参数较多的卷积层中。但是需要注意的是,可分离卷积也可能降低模型的表示能力,因此在具体应用中需要进行实验和调优。
本代码使用卷积神经网络(CNN)预测用户是否购买某个商品。具体实现过程如下: 1. 导入所需的库 python import numpy as np import pandas as pd from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense, Dropout, Activation, Flatten from keras.layers import Convolution2D, MaxPooling2D from keras.utils import np_utils 2. 准备训练数据和测试数据 python # 生成随机数据作为训练数据 X_train = np.random.random((1000, 3, 32, 32)) y_train = np.random.randint(2, size=(1000, 1)) # 生成随机数据作为测试数据 X_test = np.random.random((100, 3, 32, 32)) y_test = np.random.randint(2, size=(100, 1)) 3. 对数据进行预处理 python # 将数据类型转换为float32 X_train = X_train.astype('float32') X_test = X_test.astype('float32') # 对标签进行one-hot编码 Y_train = np_utils.to_categorical(y_train, 2) Y_test = np_utils.to_categorical(y_test, 2) 4. 构建CNN模型 python model = Sequential() # 输入层 model.add(Convolution2D(32, (3, 3), padding='same', input_shape=(3, 32, 32))) model.add(Activation('relu')) # 卷积层1 model.add(Convolution2D(32, (3, 3))) model.add(Activation('relu')) model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))) model.add(Dropout(0.25)) # 卷积层2 model.add(Convolution2D(64, (3, 3), padding='same')) model.add(Activation('relu')) # 卷积层3 model.add(Convolution2D(64, (3, 3))) model.add(Activation('relu')) model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))) model.add(Dropout(0.25)) # 全连接层1 model.add(Flatten()) model.add(Dense(512)) model.add(Activation('relu')) model.add(Dropout(0.5)) # 全连接层2 model.add(Dense(2)) model.add(Activation('softmax')) 5. 编译模型并训练 python # 编译模型 model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy']) # 训练模型 model.fit(X_train, Y_train, batch_size=32, epochs=10, validation_data=(X_test, Y_test)) 6. 评估模型 python score = model.evaluate(X_test, Y_test, verbose=0) print('Test loss:', score[0]) print('Test accuracy:', score[1]) 完整代码如下: python import numpy as np import pandas as pd from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense, Dropout, Activation, Flatten from keras.layers import Convolution2D, MaxPooling2D from keras.utils import np_utils # 生成随机数据作为训练数据 X_train = np.random.random((1000, 3, 32, 32)) y_train = np.random.randint(2, size=(1000, 1)) # 生成随机数据作为测试数据 X_test = np.random.random((100, 3, 32, 32)) y_test = np.random.randint(2, size=(100, 1)) # 将数据类型转换为float32 X_train = X_train.astype('float32') X_test = X_test.astype('float32') # 对标签进行one-hot编码 Y_train = np_utils.to_categorical(y_train, 2) Y_test = np_utils.to_categorical(y_test, 2) model = Sequential() # 输入层 model.add(Convolution2D(32, (3, 3), padding='same', input_shape=(3, 32, 32))) model.add(Activation('relu')) # 卷积层1 model.add(Convolution2D(32, (3, 3))) model.add(Activation('relu')) model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))) model.add(Dropout(0.25)) # 卷积层2 model.add(Convolution2D(64, (3, 3), padding='same')) model.add(Activation('relu')) # 卷积层3 model.add(Convolution2D(64, (3, 3))) model.add(Activation('relu')) model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2, 2))) model.add(Dropout(0.25)) # 全连接层1 model.add(Flatten()) model.add(Dense(512)) model.add(Activation('relu')) model.add(Dropout(0.5)) # 全连接层2 model.add(Dense(2)) model.add(Activation('softmax')) # 编译模型 model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy']) # 训练模型 model.fit(X_train, Y_train, batch_size=32, epochs=10, validation_data=(X_test, Y_test)) # 评估模型 score = model.evaluate(X_test, Y_test, verbose=0) print('Test loss:', score[0]) print('Test accuracy:', score[1])
以下是一个使用CNN-LSTM模型对车辆轨迹预测的Python代码示例: python import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense, Dropout, Activation, Flatten from keras.layers import Convolution2D, MaxPooling2D, LSTM from keras.utils import np_utils # 加载数据 data = pd.read_csv('car_trajectory_data.csv', header=None).values # 数据预处理 X = data[:, :10].reshape(data.shape[0], 1, 10, 1).astype('float32') Y = data[:, 10] # 将标签转换为分类变量 Y = np_utils.to_categorical(Y) # 构建模型 model = Sequential() # 添加卷积层 model.add(Convolution2D(32, (3, 3), activation='relu', input_shape=(1, 10, 1))) model.add(Convolution2D(32, (3, 3), activation='relu')) # 添加池化层 model.add(MaxPooling2D(pool_size=(2,2))) model.add(Dropout(0.25)) # 添加Flatten层 model.add(Flatten()) # 添加LSTM层 model.add(LSTM(100)) # 添加全连接层 model.add(Dense(128, activation='relu')) model.add(Dropout(0.5)) model.add(Dense(2, activation='softmax')) # 编译模型 model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy']) # 训练模型 model.fit(X, Y, batch_size=32, epochs=10, verbose=1) # 评估模型 score = model.evaluate(X, Y, verbose=0) print('Test score:', score[0]) print('Test accuracy:', score[1]) 该模型包含一个2D卷积层,一个2D池化层,一个LSTM层和两个全连接层。该模型的输入形状为(1, 10, 1),表示每辆车的轨迹由10个时间步长和一个特征组成。输出是一个2类分类问题,表示车辆的行驶方向。通过训练模型,可以得到模型的准确性评估。

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可以使用Python中的字典操作来去掉data中的id。具体方法如下所示: ```python data = { "id": "序", "feeding_age": "日龄(天)", "feeding_total_feeding": "日总饲喂量(L)", "feeding_up": "早占比(%)", "remark": "备注", } data.pop("id") # 删除id键值对 print(data) # 输出:{'feeding_age': '日龄(天)', 'feeding_total_feeding': '日总饲喂量(L)', 'fe