给我一个用C++写一个CNN的代码

时间: 2023-09-03 20:26:26 浏览: 57
### 回答1: 以下是一个用C语言编写的CNN代码示例: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define IMAGE_SIZE 28 #define FILTER_SIZE 3 #define STRIDE 1 #define PADDING 1 #define NUM_FILTERS 16 #define POOL_SIZE 2 float relu(float x) { return fmaxf(.f, x); } float sigmoid(float x) { return 1.f / (1.f + expf(-x)); } float convolve(float *input, float *filter, int input_size, int filter_size, int stride, int padding, int i, int j, int k) { float result = .f; for (int c = ; c < input_size; c++) { for (int p = ; p < filter_size; p++) { for (int q = ; q < filter_size; q++) { int x = i * stride + p - padding; int y = j * stride + q - padding; if (x >= && x < input_size && y >= && y < input_size) { result += input[c * input_size * input_size + x * input_size + y] * filter[k * filter_size * filter_size + p * filter_size + q]; } } } } return result; } void conv2d(float *input, float *filter, float *output, int input_size, int filter_size, int stride, int padding, int num_filters) { int output_size = (input_size - filter_size + 2 * padding) / stride + 1; for (int k = ; k < num_filters; k++) { for (int i = ; i < output_size; i++) { for (int j = ; j < output_size; j++) { output[k * output_size * output_size + i * output_size + j] = relu(convolve(input, filter, input_size, filter_size, stride, padding, i, j, k)); } } } } void max_pool(float *input, float *output, int input_size, int pool_size) { int output_size = input_size / pool_size; for (int c = ; c < NUM_FILTERS; c++) { for (int i = ; i < output_size; i++) { for (int j = ; j < output_size; j++) { float max_val = -INFINITY; for (int p = ; p < pool_size; p++) { for (int q = ; q < pool_size; q++) { float val = input[c * input_size * input_size + (i * pool_size + p) * input_size + (j * pool_size + q)]; if (val > max_val) { max_val = val; } } } output[c * output_size * output_size + i * output_size + j] = max_val; } } } } int main() { float input[IMAGE_SIZE * IMAGE_SIZE] = {.f}; float filter[FILTER_SIZE * FILTER_SIZE * NUM_FILTERS] = {.f}; float output1[NUM_FILTERS * (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE + 1 * (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE + 1] = {.f}; float output2[NUM_FILTERS * (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE + 1 * (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE + 1] = {.f}; float output3[NUM_FILTERS * (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE + 1 * (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE + 1] = {.f}; float pool_output[NUM_FILTERS * (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE / POOL_SIZE + 1 * (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE / POOL_SIZE + 1] = {.f}; // initialize input and filter for (int i = ; i < IMAGE_SIZE * IMAGE_SIZE; i++) { input[i] = (float)rand() / RAND_MAX; } for (int i = ; i < FILTER_SIZE * FILTER_SIZE * NUM_FILTERS; i++) { filter[i] = (float)rand() / RAND_MAX; } // perform convolution and pooling conv2d(input, filter, output1, IMAGE_SIZE, FILTER_SIZE, STRIDE, PADDING, NUM_FILTERS); max_pool(output1, pool_output, (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE + 1, POOL_SIZE); conv2d(pool_output, filter, output2, (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE / POOL_SIZE + 1, FILTER_SIZE, STRIDE, PADDING, NUM_FILTERS); max_pool(output2, pool_output, (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE / POOL_SIZE + 1, POOL_SIZE); conv2d(pool_output, filter, output3, (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE / POOL_SIZE / POOL_SIZE + 1, FILTER_SIZE, STRIDE, PADDING, NUM_FILTERS); // print output for (int k = ; k < NUM_FILTERS; k++) { printf("Output for filter %d:\n", k); for (int i = ; i < (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE / POOL_SIZE / POOL_SIZE + 1; i++) { for (int j = ; j < (IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE / POOL_SIZE / POOL_SIZE + 1; j++) { printf("%f ", output3[k * ((IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE / POOL_SIZE / POOL_SIZE + 1) * ((IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE / POOL_SIZE / POOL_SIZE + 1) + i * ((IMAGE_SIZE + 2 * PADDING - FILTER_SIZE) / STRIDE / POOL_SIZE / POOL_SIZE + 1) + j]); } printf("\n"); } printf("\n"); } return ; } ### 回答2: 下面是一个基本的用C语言编写的简单卷积神经网络(CNN)的代码示例: ```c #include <stdio.h> // 定义输入图像的大小 #define INPUT_SIZE 28 // 卷积层的核大小和数量 #define KERNEL_SIZE 3 #define NUM_KERNELS 16 // 定义池化层的大小和步幅 #define POOL_SIZE 2 #define STRIDE 2 // 定义全连接层的大小 #define FC_SIZE 128 // 定义卷积核 float kernels[NUM_KERNELS][KERNEL_SIZE][KERNEL_SIZE]; // 假设CNN的输入是一个28x28的图像 float input[INPUT_SIZE][INPUT_SIZE]; // 定义卷积层的输出和池化层的输出 float conv_output[NUM_KERNELS][(INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE][(INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE]; float pool_output[NUM_KERNELS][(INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE / POOL_SIZE][(INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE / POOL_SIZE]; // 定义全连接层的权重和偏差 float fc_weights[FC_SIZE][NUM_KERNELS * (INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE / POOL_SIZE * (INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE / POOL_SIZE]; float fc_bias[FC_SIZE]; // 定义全连接层的输出 float fc_output[FC_SIZE]; // 假设CNN的输出是10个类别的概率值 float output[10]; // 卷积操作 void convolution() { for (int k = 0; k < NUM_KERNELS; k++) { for (int i = 0; i < (INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE; i++) { for (int j = 0; j < (INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE; j++) { conv_output[k][i][j] = 0; for (int m = 0; m < KERNEL_SIZE; m++) { for (int n = 0; n < KERNEL_SIZE; n++) { conv_output[k][i][j] += kernels[k][m][n] * input[i*STRIDE+m][j*STRIDE+n]; } } } } } } // 池化操作 void pooling() { for (int k = 0; k < NUM_KERNELS; k++) { for (int i = 0; i < (INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE / POOL_SIZE; i++) { for (int j = 0; j < (INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE / POOL_SIZE; j++) { pool_output[k][i][j] = 0; for (int m = 0; m < POOL_SIZE; m++) { for (int n = 0; n < POOL_SIZE; n++) { if (conv_output[k][i*POOL_SIZE+m][j*POOL_SIZE+n] > pool_output[k][i][j]) { pool_output[k][i][j] = conv_output[k][i*POOL_SIZE+m][j*POOL_SIZE+n]; } } } } } } } // 全连接操作 void fullyConnected() { for (int i = 0; i < FC_SIZE; i++) { fc_output[i] = 0; for (int k = 0; k < NUM_KERNELS; k++) { for (int m = 0; m < (INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE / POOL_SIZE; m++) { for (int n = 0; n < (INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE / POOL_SIZE; n++) { fc_output[i] += fc_weights[i][k*(INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE / POOL_SIZE / POOL_SIZE + m*(INPUT_SIZE - KERNEL_SIZE + 1) / STRIDE / POOL_SIZE + n] * pool_output[k][m][n]; } } } fc_output[i] += fc_bias[i]; } } int main() { // 初始化卷积核、权重和偏差等参数 // ... // 假设输入图像已经读取到input数组中 // 执行卷积操作 convolution(); // 执行池化操作 pooling(); // 执行全连接操作 fullyConnected(); // 输出结果 for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("Class %d: %f\n", i, output[i]); } return 0; } ``` 以上仅为简单卷积神经网络(CNN)的代码示例,其中包含了简单的卷积、池化和全连接操作。实际的CNN代码通常包含更多的层和更复杂的操作,还需要使用适当的激活函数、损失函数和优化算法等。 ### 回答3: 以下是一个简单的用C语言编写的CNN(卷积神经网络)代码示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义卷积神经网络结构 typedef struct { float** input_data; // 输入数据 float** filters; // 卷积核 float** output_data; // 输出数据 int input_size; // 输入数据大小 int filter_size; // 卷积核大小 int output_size; // 输出数据大小 } CNN; // 初始化卷积神经网络 CNN* initialize_cnn(int input_size, int filter_size) { CNN* cnn = (CNN*) malloc(sizeof(CNN)); cnn->input_data = (float**) malloc(input_size * sizeof(float*)); for (int i = 0; i < input_size; i++) { cnn->input_data[i] = (float*) malloc(input_size * sizeof(float)); } cnn->filters = (float**) malloc(filter_size * sizeof(float*)); for (int i = 0; i < filter_size; i++) { cnn->filters[i] = (float*) malloc(filter_size * sizeof(float)); } cnn->output_size = input_size - filter_size + 1; cnn->output_data = (float**) malloc(cnn->output_size * sizeof(float*)); for (int i = 0; i < cnn->output_size; i++) { cnn->output_data[i] = (float*) malloc(cnn->output_size * sizeof(float)); } cnn->input_size = input_size; cnn->filter_size = filter_size; return cnn; } // 执行卷积运算 void convolution(CNN* cnn) { for (int i = 0; i < cnn->output_size; i++) { for (int j = 0; j < cnn->output_size; j++) { float value = 0.0; for (int m = 0; m < cnn->filter_size; m++) { for (int n = 0; n < cnn->filter_size; n++) { value += cnn->input_data[i + m][j + n] * cnn->filters[m][n]; } } cnn->output_data[i][j] = value; } } } int main() { int input_size = 5; int filter_size = 3; // 初始化CNN CNN* cnn = initialize_cnn(input_size, filter_size); // 初始化输入数据和卷积核 for (int i = 0; i < input_size; i++) { for (int j = 0; j < input_size; j++) { cnn->input_data[i][j] = 1.0; // 假设输入数据全为1 } } for (int i = 0; i < filter_size; i++) { for (int j = 0; j < filter_size; j++) { cnn->filters[i][j] = 0.5; // 假设卷积核全为0.5 } } // 执行卷积运算 convolution(cnn); // 输出卷积结果 for (int i = 0; i < cnn->output_size; i++) { for (int j = 0; j < cnn->output_size; j++) { printf("%f ", cnn->output_data[i][j]); } printf("\n"); } // 释放内存 for (int i = 0; i < input_size; i++) { free(cnn->input_data[i]); } free(cnn->input_data); for (int i = 0; i < filter_size; i++) { free(cnn->filters[i]); } free(cnn->filters); for (int i = 0; i < cnn->output_size; i++) { free(cnn->output_data[i]); } free(cnn->output_data); free(cnn); return 0; } ``` 这段代码演示了如何使用C语言编写一个简单的卷积神经网络。首先,我们定义了一个CNN结构体,其中包含输入数据、卷积核和输出数据等信息。然后,通过`initialize_cnn()`函数初始化CNN,并分配内存空间。接着,我们通过`convolution()`函数执行卷积运算,使用输入数据和卷积核计算输出数据。最后,我们输出卷积结果,并在主函数中释放分配的内存。 请注意,这只是一个简单的示例代码,仅用于演示C语言中如何使用卷积神经网络。实际上,实现一个完整的CNN需要更多的代码和复杂的计算过程。

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