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python的bp模塊

王浩然1年前8瀏覽0評論

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。