Python是一種功能強大的編程語言,受到全球范圍內的程序員愛戴。Python擁有豐富的性能庫和模塊,其中BP模塊也叫作反向傳播神經網絡,它是Python機器學習的重要組成部分。
import numpy as np class BP: def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim): self.input_dim = input_dim self.hidden_dim = hidden_dim self.output_dim = output_dim self.lr = 0.1 self.w1 = np.random.rand(self.hidden_dim, self.input_dim) self.b1 = np.random.rand(self.hidden_dim, 1) self.w2 = np.random.rand(self.output_dim, self.hidden_dim) self.b2 = np.random.rand(self.output_dim, 1) def sigmoid(self, x): return 1/(1+np.exp(-x)) def forward(self, x): self.x = x.reshape(self.input_dim, 1) self.z1 = np.dot(self.w1, self.x) + self.b1 self.a1 = self.sigmoid(self.z1) self.z2 = np.dot(self.w2, self.a1) + self.b2 self.a2 = self.sigmoid(self.z2) return self.a2 def backward(self, y_hat, y_true): delta1 = (y_true - y_hat) * self.a2 * (1 - self.a2) # 求導 dw2 = np.dot(delta1, self.a1.T) # 梯度下降 db2 = delta1 delta2 = np.dot(self.w2.T, delta1) * self.a1 * (1 - self.a1) dw1 = np.dot(delta2, self.x.T) db1 = delta2 self.w2 += self.lr * dw2 self.b2 += self.lr * db2 self.w1 += self.lr * dw1 self.b1 += self.lr * db1 def train(self, x, y_true, epochs): for epoch in range(epochs): loss_sum = 0. for i in range(x.shape[0]): y_hat = self.forward(x[i]) loss = np.mean(np.power(y_hat - y_true[i], 2)) self.backward(y_hat, y_true[i]) loss_sum += loss print('Epoch {}, Loss {}'.format(epoch, loss_sum / x.shape[0]))
上述代碼是一個典型的BP神經網絡的代碼,包括前向傳播和反向傳播(梯度下降過程)。使用Python的BP模塊,我們可以簡單清晰地運行一個網絡,做出判斷,實現代價函數最小化。在機器學習領域,BP模塊是很重要的工具之一。
因此,Python的BP模塊在機器學習領域是非常實用的。傳統的BP模式使用繁瑣許多的代碼,但Python的BP模塊顯得非常容易理解和使用,尤其適合初學者。Python的這種代碼風格和強大的工具框架,為機器學習提供了更好的支持和服務。