数学建模社区-数学中国

标题: 大家,各位高手,帮帮一起讨论下我的BP神经网络C语言程序吧,急急急 [打印本页]

作者: Nevermore.    时间: 2014-7-30 15:36
标题: 大家,各位高手,帮帮一起讨论下我的BP神经网络C语言程序吧,急急急

, M& ~( s* n, `% z5 S: m$ a( K#include<stdio.h>
, f- q4 _0 {9 k7 t2 r5 m#include<stdlib.h>8 O* |0 \# A& {4 M3 f
#include<math.h>, D  M2 I8 e+ e+ @# a
#include<malloc.h>+ L$ Y% O% T* g; @

! f% F: z4 E0 N8 c5 K2 H#define TRUE         1
* ^  Y5 u5 A& C/ _; z% O7 y: b#define FALSE        0
& M$ Q  v- }: H* N1 c  `& O
: d0 Q- I4 i" [5 q. W8 B#define NUM_LAYERS   3
# z) _4 U6 G) q+ p7 |#define NUM          124        //训练实例个数2 Q9 p$ T1 J' K( g( D; a
#define N            5         //输入层单元数' a, Q: @( _- b) e* W) ~! n$ {
#define M            1         //输出层单元数
$ p5 k$ f, P' h
# E, d; `- S# e4 a. iint Units[NUM_LAYERS] = {N,7,M};   //每层单元数
7 c  U8 B2 E5 L. S        FILE *fp,*fb;1 N2 Z8 _( c: W( H% D8 s( Q
- {' B1 `1 u; h# T" x
typedef struct                //训练实例
* P, b9 A' V" m- v: S, w! V% ~{
3 |0 M, e( [5 M2 R9 \  Q        float x[N];
) D" {' @/ P* D        float y[M];
7 D6 q! j) Y. F* r( q}TRAIN;. C) |; A" a0 C' {9 N9 j+ a, @
# {5 K4 Z  L+ G  A5 ?
typedef struct                //网络层结构3 j# L) ~& D" F  o
{6 p0 E* ~( q9 }. r' g5 u' S3 ^. n
        int Units;               //该层中单元的个数! K, @4 r/ s+ S( W3 h; N* p! C7 z2 I
        float *Output;           //第 i 个单元的输出
4 H7 I+ D. r+ p8 v& ?) F        float *Error ;            //第 i 个单元的校正误差4 d; n# F, f2 W
        float **Weight;          //第 i 个单元的连接权值
5 T& @/ @) f) j. d# T* Q; X}LAYER;
# e3 H: i1 i9 }+ g; j/ n, k1 `. S" p6 N% d+ g
typedef struct                        //网络
# n# Z5 j8 E; h; x" l  a{
- b  \2 L/ b" {. P8 M6 l! ?: j        LAYER **Layer;                     //隐层定义
: g# u+ o+ F3 k0 H# A2 ]. T. M/ f$ i        LAYER *Inputlayer;                 //输入层
1 U# B( L0 \: z% H        LAYER *Outputlayer;                //输出层# Q# M8 \9 p3 h9 g
        float Error;                       //允许误差- U$ z+ u+ u5 f6 J/ N5 b8 R! e
        float Eta;                         //学习率
/ B' H. q8 o3 D9 D}NET;  r, A, t. G  n7 `8 [

* f$ j* f3 D4 L! G//初始化伪随机数发生器
: ~8 ^( d& ?- z3 ]" Fvoid InitializeRandoms()
0 }( b% u$ v/ Y! G7 x{
7 L% l- o: J, w3 |5 Q$ P* g% i  L        srand(4711);8 T, Q; r) u+ t; D, |
        return;7 z) H5 F/ t) u0 |' U" v# @
}
; Y9 o' u# B# H& M8 z1 B5 k6 f: K' N" t) V5 M4 z) c' C
//产生随机实数并规范化
6 s) P; u9 g* d/ }/ `float RandomReal()                      //产生(-0.5,0.5)之间的随机数# ~0 ]/ h+ k* Y0 s& q  w7 z
{
+ g! z- d, o$ F5 q, a$ Y        return (float)(((rand()%200)-100)/200.0);
% M9 G. _! }' J7 o8 g% W}/ E" _3 Q* L; d0 V
8 j% ]) M- u, u) V7 h' o, }6 T
//初始化训练数据5 R/ H% C* n& l& R, b" @3 z% ]* o) v' f
void InitializeTrainingData(TRAIN *training); b- o2 _9 Y- g1 C0 i- A- H
{! X7 q5 {1 {. }/ t6 m+ ^1 {
        int i,j;/ |% \7 B# L% A
        char filename[20];
$ T2 w2 C; ?) N8 W6 g$ A        printf("\n请输入训练实例的数据文件名: \n");
' K& ~& _% h" a6 t        gets(filename);
- t" V& I* }2 _7 w: n) [1 F: Q3 X        fb = fopen(filename,"r");+ ?, ^& `5 [4 A# H+ _; X7 Q! b9 b
        fprintf(fp,"\n\n--Saving initialization training datas ...\n");3 U( y/ ?# p) B  h% S
        for(i=0;i<NUM;i++)4 K7 P1 O9 l2 ]
        {
# h; X4 D8 }- Z% U                for(j=0;j<N;j++)# j; M" s6 e+ r4 N+ S; C$ ^
                {
( s7 ~/ G5 v% m+ x! z                        fscanf(fb,"%f",&(training+i)->x[j]);
  `" [2 q# G7 T5 E7 z                        fprintf(fp,"%10.4f",(training+i)->x[j]);
  i" \% B- l# d% i( n9 A                }4 ^6 m1 N. \' b$ L) N
                for(j=0;j<M;j++)
- f9 E. o9 k6 Z; {/ ]- l! p! S                {  _, a3 ^8 a/ Y2 C1 C
                        fscanf(fb,"%f",&(training+i)->y[j]);
1 {; f% X3 B' g, e0 g                        fprintf(fp,"%10.4f",(training+i)->y[j]);
' z4 e! ]6 H" b                }" x9 |/ u$ J+ y% |1 q
                fprintf(fp,"\n");8 W6 l( `, ~1 ?% q% E+ g
        }1 w: K* Q8 p4 I. W! C9 \7 \
        fclose(fb);
5 O4 _( E) l" Z0 q        return;, D6 A. w& p: X0 x- y2 n
}1 S6 {; W  G* h/ b( Z
! m/ `1 @6 E: M/ J# e- M
//应用程序初始化, x& A# k& `$ x+ K2 |/ z: s
void InitializeApplication(NET *Net); f( L6 E  A8 u8 r: j6 q' u
{
+ r. A1 N, m7 A  o: V% h# o        Net->Eta = (float)0.3;
* n% C0 f5 L! Y2 n        Net->Error = (float)0.0001;
0 Y* r, r9 N( X- f! p; O        fp = fopen("BPResultData.txt","w+");( P8 [$ N! F/ d) |  A- H& r
        return;% o$ f6 n; u$ [/ @9 p+ C- h
}
! x7 b) ]9 s7 U# u8 H9 _3 p" G; x" z( m
//应用程序关闭时终止打开的文件  z. Z  D* w, X4 }
void FinalizeApplication(NET *Net)/ Y2 N8 @! [! C- |4 E* A
{
, V, Q3 T. z; G" b1 w& |  y$ w        fclose(fp);
5 ?! g4 |3 b# G7 e8 v        return;
% f* S( R  X# ~: K9 Y}
* x+ b, B; @' ?' t; `0 }" C! \" x9 A; F5 D$ k7 a+ Z. a0 g
//分配内存,建立网络
2 p* ~  _& l+ i1 ]7 T0 Dvoid GenerateNetwork(NET *Net)
7 i- L/ k5 s- M{
4 _3 T% z1 U3 o  y4 j        int l,i;
' X/ P0 N. c/ ?" M        Net->Layer = (LAYER **)calloc(NUM_LAYERS,sizeof(LAYER *));
$ ^7 U* F0 q4 t" M% k8 P        for(l=0;l<NUM_LAYERS;l++)
) Q$ G' P" e* d; D. F# K        {
" r/ E% F* G1 h! q3 u" L                Net->Layer[l] = (LAYER *)malloc(sizeof(LAYER));/ N2 x8 A' i2 i( P. A
                Net->Layer[l]->Units      = Units[l];5 m! r# Z& R4 u& }6 J' x3 X, D
                Net->Layer[l]->Output     = (float *) calloc(Units[l]+1,sizeof(float));5 v- S, }. U1 ~
                Net->Layer[l]->Error      = (float *) calloc(Units[l]+1,sizeof(float));
4 D3 y" E$ N9 f1 W6 `& H                Net->Layer[l]->Weight     = (float **)calloc(Units[l]+1,sizeof(float *));7 i9 N7 F& N' N/ `  G* n- L
                Net->Layer[l]->Output[0]  = 1;# W9 {7 L7 C! x5 d
                if(l != 0)
6 N; n' ^' ~6 O" y* a                        for(i=1;i <= Units[l];i++)                          //下标从"1"开始
) a0 l3 [6 I) }                                Net->Layer[l]->Weight[i] = (float *)calloc(Units[l-1]+1,sizeof(float));
0 q. p! i5 u* n% G- V  m7 y        }
; a5 _- _7 s& ~( L# m( g( y1 `        Net->Inputlayer  = Net->Layer[0];
/ F* w' e3 B; L2 ?        Net->Outputlayer = Net->Layer[NUM_LAYERS - 1];
0 R$ O. j) L; q: T        return;4 _$ t* x; I. {( n- \: p5 V
}
7 U. L' Q8 h* K" p0 n1 b
: }" y4 Q: u8 z  t6 A( ~# B9 S$ f//产生随机实数作为初始连接权值$ x' r' h* m( X
void RandomWeights(NET *Net)
1 j; ^/ O! o" y0 Y: @9 b% U0 s6 l{
. R3 N  O, Z! ^' r* ]6 i        int l,i,j;
& t$ S/ Z- H( m        for(l=1;l<NUM_LAYERS;l++)" j9 y( i7 c1 N/ c
                for(i=1;i <= Net->Layer[l]->Units;i++)' g: P* G2 j$ @) ^
                        for(j=0;j <= Net->Layer[l-1]->Units;j++); j8 [& I7 l% w  h( |# M$ Y. R
                                Net->Layer[l]->Weight[i][j] = RandomReal();6 Z8 Z* X' _0 E* F9 i2 ?
        return;
" R$ g4 p5 `6 B( S. K% K/ x}, r  M" P+ D+ l- s; \0 \. r

; X. M* y. S  r% X4 B//设置输入层的输出值
* {* Z1 c3 p$ |+ r+ ~0 F5 U' a/ Gvoid SetInput(NET *Net,float *Input)) I2 T2 {; V4 V- M
{
3 H# |5 n8 L/ i& {        int i;3 M/ R5 Y* C, Y, @- |
        for(i=1;i <= Net->Inputlayer->Units;i++)
: E9 l" E) i8 R* b7 s$ N0 B                Net->Inputlayer->Output[i] = Input[i-1];                          //输入层采用 u(x) = x5 T, V9 c4 g: f* k- `
        return;( Q+ O4 m$ U2 `
}
  d! Z+ i  t! y& K, K: E. l6 O
- t+ Q4 l' ~# r& c  {, _; ^1 k//设置输出层的输出值
- r- z- E$ v% p) U& i( hvoid GetOutput(NET *Net,float *Output)  \( k4 H: ~7 W6 Q" m
{
/ S8 K8 q9 Q/ a( M0 h        int i;
( f  e# v1 _! R. Y' L3 e        for(i=1;i <= Net->Outputlayer->Units;i++)
0 f1 @% o- j8 ^3 l4 T3 v9 M# ]                Output[i-1] = (float)(1/(1 + exp(-Net->Outputlayer->Output[i])));         //输出层采用 f(x)=1/(1+e^(-x))6 z8 y9 h; @/ g2 F& o
        return;! b/ I( }# O( M3 R& s
}
: s8 B  K2 k' Z& P6 g$ E3 o( j  y, O- ]6 Y$ O5 N6 x
//层间顺传播/ i' h! X8 f" r4 l, U
void PropagateLayer(NET *Net,LAYER *Lower,LAYER *Upper)% M* z+ ^7 }4 P7 q1 @
{) v; F+ M# ?) [3 Y
        int i,j;- ~# m( d& r1 \+ y# Q% J
        float sum;
. @; j7 S; I% y1 ]5 @8 U  c        for(i=1;i <= Upper->Units;i++)
/ ^2 S4 e  K8 w# |. ?/ E- t* }        {) r7 q8 D" z# E* ^# _2 j2 q
                sum = 0;
* _( ^+ x' O% m, Q0 W' |' Y) u                for(j=1;j <= Lower->Units;j++)
; Z" _8 {& W, A5 R7 P9 f, K                        sum += (Upper->Weight[i][j] * Lower->Output[j]);& c" N+ g) o2 k& T  |7 S7 z
                Upper->Output[i] = (float)(1/(1 + exp(-sum)));
, y" n- A9 ~3 A+ T        }8 \; J) r5 R. S  R6 M$ N( N
        return;! l& k0 k% ^$ A- @; M/ y% E/ F
}
8 i8 \/ P* F2 H( _6 M9 K2 [
2 {, ~0 ]5 A) H' K" e' [# |//整个网络所有层间的顺传播
6 f7 l) N+ Q8 c8 d4 o3 t( Rvoid PropagateNet(NET *Net)) A8 Z% A; W+ o1 \8 U8 z7 n$ O( J
{0 f( V3 H2 D1 u6 y
        int l;- Y  p% O* F0 K1 o8 K
        for(l=0;l < NUM_LAYERS-1;l++)
2 j0 g: e( b: |$ \! P                PropagateLayer(Net,Net->Layer[l],Net->Layer[l+1]);' Y# m( v1 \7 q0 ]7 M( |
        return;
$ N3 c# `' Z+ i) b: L4 E" f. \}) Y# |( U: R. f$ D. \1 a0 U4 X1 H

; g9 A2 E  \' J8 ?) S//计算输出层误差$ s2 k7 l7 @% z& X0 s
void ComputeOutputError(NET *Net,float *target)
0 B0 L& d6 @" p3 B3 ]{2 Q5 `9 o6 }2 s7 C5 O
        int i;' F: H6 B, N0 v' f
        float Out,Err;
% t0 T$ Q0 [, v1 h! s/ n) r4 b$ {  _        for(i=1;i <= Net->Outputlayer->Units;i++); ^! Z4 M9 Q. [" S3 B% w
        {
! ]1 ^7 v1 b- S5 e                Out = Net->Outputlayer->Output[i];
8 S. O, _( I+ T$ C7 e; d6 s                Err = target[i-1] - Out;
$ o; Y  g+ ~# C7 ~( B/ |" q                Net->Outputlayer->Error[i] = Out*(1-Out)*Err;3 i% [! q5 u' }- Q
        }3 u" S0 T, T7 ]2 W5 b: Y' i6 ^
        return;
! Y; S, S* I% s5 f" |  k}
% f; _' K9 g: g0 b8 }4 _$ \7 N3 p$ a/ |# ?9 ~: i/ \
//层间逆传播# R2 `, O+ X! [4 H2 V# y/ n
void BackpropagateLayer(NET *Net,LAYER *Upper,LAYER *Lower)( ~8 I, R7 ~3 ]) r; W0 N* t
{
5 v. q9 b1 X) ]. j) H$ Q        int i,j;# `) [) Y0 C, g
        float Out,Err;
2 ?. {& P5 T0 u/ f$ A        for(i=1;i <= Lower->Units;i++). D) G; u) X- P- E6 }2 l7 s! F# B* p
        {7 S( T( g8 M" Y- i$ U  o
                Out = Lower->Output[i];& @* K! C+ o; C7 J+ b1 w3 X0 W5 h
                Err = 0;
! C. B5 j1 M$ W) ?7 D4 [! q  m                for(j=1;j <= Upper->Units;j++)
( N/ }! b- b- V1 v$ }                        Err += (Upper->Weight[j][i] * Upper->Error[j]);
2 q) Q1 Y' v) f7 r% f                Lower->Error[i] = Out*(1-Out)*Err;+ L# ^9 b4 O, A) I+ d
        }; x; O# X1 o; l" t/ R) ]/ l
        return;
- Z4 d  e4 ?4 |4 n1 |$ k, I' V}1 `: h. Q8 q: e* z  E& h: _

, P+ q4 x8 ^5 ]# a' w8 t//整个网络所有层间的逆传播
$ g% t& e  d/ [1 l- ^) M) Svoid BackpropagateNet(NET *Net)
/ m9 N, B% t0 z% `' }1 e& x; A{4 {5 G4 J, t  t) ]4 ]
        int l;' V' }+ q1 J# F% G  U
        for(l=NUM_LAYERS-1;l>1;l--)+ e: D4 C2 B3 m# t6 k, P
                BackpropagateLayer(Net,Net->Layer[l],Net->Layer[l-1]);
4 n) R* Y+ p) `2 j$ {        return;
& ]% B2 h2 @2 _6 e}3 n- M4 z2 `! w6 a) X) ]/ x+ d
2 J) C& y' g; L1 u/ C& j+ W
//权值调整. O3 _0 Q  r# {! {* L/ p' P# c& b
void AdjustWeights(NET *Net); L  a4 o% x$ n# J
{
+ f, x2 }  D- a) E7 s- I        int l,i,j;3 R% X8 D- y7 ]
        float Out,Err;0 y7 w, a2 w4 r+ r# m
        for(l=1;l<NUM_LAYERS;l++)+ D8 @0 o; Y8 t' E9 O& }
                for(i=1;i <= Net->Layer[l]->Units;i++)
- o( x1 L7 |; k3 D- O5 W; o                        for(j=0;j <= Net->Layer[l-1]->Units;j++)
6 J: n$ {4 f. ]) `; H                        {
1 S1 k4 Z# P' E3 Z. I, H, z6 b                                Out = Net->Layer[l-1]->Output[j];
; X7 S7 l, Z- j. }5 B3 N/ W% W                                Err = Net->Layer[l]->Error[i];9 l. ^! G+ W8 t2 |4 Y5 L( H
                                Net->Layer[l]->Weight[i][j] += (Net->Eta*Err*Out);
3 `% D' t1 V+ R' w/ Z/ h                        }5 P5 r4 ?2 K6 W* s
        return;
; H, @7 R% ^* n9 U+ F) r}3 A1 y3 `( y( a7 g) @% u- Y

& ?' B$ G; a& ^* o//网络处理过程
$ @8 @3 z/ h; I/ V% Tvoid SimulateNet(NET *Net,float *Input,float *Output,float *target,int TrainOrNot)
& }: e; {: w6 @) f8 t1 z{
+ R/ x7 G5 N4 ]7 q( W. X        SetInput(Net,Input);                             //输入数据7 C) o# c7 U2 ~6 M) W6 j
        PropagateNet(Net);                               //模式顺传播$ f/ {, V( C& T' ]' t' o
        GetOutput(Net,Output);                           //形成输出
- G! I1 M* s% W8 j+ @        ComputeOutputError(Net,target);                  //计算输出误差  J5 L* U- t* ?- Q; i
        if(TrainOrNot)
, D: k3 H3 n4 f9 e        {
" c) u0 m* G- T& U2 j( Z. W                BackpropagateNet(Net);                       //误差逆传播
. N) h. r7 u4 H1 z/ v                AdjustWeights(Net);                          //调整权值
, @! k. ^$ l  f, v( b! o        }
1 N  p+ g; d+ q* C2 w! A2 W! E        return;
9 O  ~! w% H. _  j6 p}2 B5 d# h& ?7 g& s) W8 l
/ O# W9 J* l9 R3 L' F2 W
//训练过程7 w2 j% d" R. R! `4 N3 a2 V  X
void TrainNet(NET *Net,TRAIN *training)
8 M4 D) X) w: U- G{' I$ k" Z0 `% M) h
        int l,i,j,k;
. l: j: o0 G( A- m        int count=0,flag=0;
7 [  g3 ]0 G) X+ v        float Output[M],outputfront[M],ERR,err,sum;
' J0 T. |; \* j; \4 J+ s        do
7 Y0 [( y/ L# ?        {) [9 y$ K' d* b% {5 b
                flag = 0;
8 n5 m; ?; G. q4 Y1 O" w# d                sum = 0;
2 G# v4 U' |4 |( x4 Y" d$ U                ERR = 0;1 A( |. D# r! t  T1 |  v; R8 W  K
                if(count >= 1)
- o) T, L0 U1 k                        for(j=0;j<M;j++)
; y% q+ T6 b0 z6 o% k  g4 ^                                outputfront[j]=Output[j];
/ P- z; g% N! h6 H2 b2 J                SimulateNet(Net,(training+(count%NUM))->x,Output,(training+(count%NUM))->y,TRUE);
. y' {" l' f0 P/ B* W! @                if(count >= 1). O( R/ v1 u7 c: W2 i
                {# F+ [. B: n( ~- d
                        k = count%NUM;2 h/ L; g7 o9 r
                        for(i=1;i <= Net->Outputlayer->Units;i++)' ?& Y" C2 ^$ G( [2 P/ p
                        {" L; E( P5 y. N, M$ ?
                                sum += Net->Outputlayer->Error[i];; A6 X% }& l8 \1 K& C* H
                                err = (training+k-1)->y[i-1] - outputfront[i-1];1 }7 W9 C: s  @
                                ERR += (outputfront[i-1] * (1 - outputfront[i-1]) * err);, o- M- h# y: _8 e, |' n- V# }
                        }& D  R/ m/ X/ E/ y; Z+ r
                        if(sum <= ERR)2 G1 ?& x6 c( e; f/ V
                                Net->Eta = (float)(0.9999 * Net->Eta);$ |- ~9 `$ o# z8 N, ~0 ?& \8 `9 t* g
                        else9 H2 T! g: f$ E* ]* V6 ?7 o+ p
                                Net->Eta = (float)(1.0015 * Net->Eta);
8 q" z- l+ Z3 Y" O6 S" [; u, @. R5 f$ ?! \( y
                }! N; F+ Y9 m- M+ `* Q% v5 r9 L
                if(count >= NUM)
7 W6 j- M: o& E+ ~* T                {# H) c0 ?% P- z& A
                        for(k=1;k <= M;k++)- n& ?+ s+ \3 r9 i
                                if(Net->Outputlayer->Error[k] > Net->Error)
% O, ~/ C5 F" H" M- p  P                                {   flag=1;     break;   }5 Y7 T6 _# D. ^4 G
                        if(k>M)
1 p. s. {- P6 _; }9 K                                flag=0;4 A* W3 N' z8 Y3 R# ?% ?
                }
2 e* D, T" p4 T5 Q7 J9 g                count++;! w; n+ N0 r2 z% n
        }while(flag || count <= NUM);9 ~3 C( P5 v( Y; M9 K/ S+ W: U+ R# W
        fprintf(fp,"\n\n\n");
' \( t/ o8 W: X        fprintf(fp,"--training results ... \n");
+ b$ b% \0 O. k0 o        fprintf(fp,"training times:   %d\n",count);, z  r2 Z( s5 T- p0 o$ p6 Z, A: U1 l
        fprintf(fp,"\n*****the final weights*****\n");
4 I1 E+ u+ j. c" I$ R        for(l=1;l<NUM_LAYERS;l++)* h! w( T7 y& H. g
        {
3 h# A. U" ]8 M& |. M& l1 N8 v                for(i=1;i <= Net->Layer[l]->Units;i++)
( S- [! d0 u9 w5 J9 k# ?  Y. L6 j                {; I7 d% a& f$ U" ^( d) Q' g6 W
                        for(j=1;j <= Net->Layer[l-1]->Units;j++)1 f9 c3 t. K9 O2 o4 B8 o
                                fprintf(fp,"%15.6f",Net->Layer[l]->Weight[i][j]);5 {3 o8 b4 r5 l) d
                        fprintf(fp,"\n");
& j3 T2 Q& N) H/ K                }+ S" e) t! J$ G9 B* e( T6 y+ J
                fprintf(fp,"\n\n");- Z2 ~2 m# Q/ o9 F4 X0 P/ U% y
        }$ {3 _- T! l5 [/ r8 _- j
}
1 d) W- X. h) Y# Y5 Y
1 `8 d$ U! T# p! ~, i9 J//评估过程6 w" y  S1 t1 ^% d# p& @; g
void EvaluateNet(NET *Net)6 T8 p6 v3 r2 C8 h- R
{
4 w$ Y4 d8 V4 _" H        int i;
; f% h+ F: x/ M# D( x- n        printf("\n\n(");3 y$ K$ {8 j* a, Z* o' ]% }
        fprintf(fp,"\n\n(");1 R$ k. v3 O1 n& ?) Z; v0 X
        for(i=1;i <= Net->Inputlayer->Units;i++)3 G& e' t2 J7 L4 i. `8 Z" |; a
        {6 ?! C9 ]" ~3 O
                printf(" %.4f",Net->Inputlayer->Output[i]);
1 U+ m/ a8 s7 O8 s& J5 D) {                fprintf(fp,"%10.4f",Net->Inputlayer->Output[i]);
, H! J9 d( M; h        }* A  S- |( C! O# C+ Y1 {
        printf(")\t");$ E5 M# E! U1 ^/ T; S2 Z8 x
        fprintf(fp,")\t");
/ F9 J) E; Z, X6 b5 K! G- `6 Y        for(i=1;i <= Net->Outputlayer->Units;i++)7 ?% x0 \8 n( G$ [8 {, T
        {
, s: @- [3 o# \( [) x* q; c. k                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 1.0) <= 0.0499)
5 c2 V  o* Y& f, a, o# @3 @/ ~                {) X+ I, a/ H( \# ^0 E% f# h8 L9 ~
                        printf("肯定是第 %d 类, ",i);! g6 `. a! p1 E( E6 H! F) Z' E
                        fprintf(fp,"肯定是第 %d 类, ",i);
% v' g! F6 k) D; \/ n                }
+ r* `" C9 E$ `                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.9) <= 0.0499)
9 o/ R  K/ f8 L8 c6 V. ^                {, s  H* Z0 H) Z$ z+ L4 X
                        printf("几乎是第 %d 类,  ",i);/ w) [3 @0 C5 I! P
                        fprintf(fp,"几乎是第 %d 类, ",i);
; `2 j. l3 O* s2 h/ h2 ~: M0 }& f" v# W                }
) E+ {& `( F  O8 P) e$ z! n8 m                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.8) <= 0.0499)
- k# n% A0 ~( q! @8 Q* O, S                {& x' J2 g) U' K+ }. q# Z' Z, s1 [4 O
                        printf("极是第 %d 类, ",i);
3 S7 e' g- Z8 u) ~2 A' r: ]                        fprintf(fp,"极是第 %d 类, ",i);
1 N) B. B8 }7 e/ I; f                }
' [  f: A# H$ E# b                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.7) <= 0.0499)
+ I/ V3 ^; p+ H2 [- N- E7 p                {
/ ]/ G, y, c! @- f" B                        printf("很是第 %d 类, ",i);
  s5 L1 g9 b* ?/ b7 M" ^1 X                        fprintf(fp,"很是第 %d 类, ",i);* f4 W4 s% c) I8 r
                }/ W7 X( v0 w: c0 o0 ?, X* B
                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.6) <= 0.0499)* b6 k! j7 x; w3 ]
                {* e; h( a4 z" |  k0 e6 F# p/ N* s
                        printf("相当是第 %d 类,  ",i);2 P8 L  \5 r% r# \- o, B$ H
                        fprintf(fp,"相当是第 %d 类,  ",i);- u( n5 u$ m, z$ W$ W' ]' g! d3 n
                }4 h# q' D5 g1 L/ w- i# R
                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.5) <= 0.0499)
5 r  M# ?3 s# r- r* f                {
; o$ r7 m4 X" {                        printf("差不多是第 %d 类, ",i);
# A4 C0 H) l! [0 n: T, D1 q( j                        fprintf(fp,"差不多是第 %d 类, ",i);) z: Y+ Z) _& [
                }
  |) e$ ?8 K! m5 @& Q3 D                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.4) <= 0.0499)
1 g  q* a. i+ |8 H3 v- `                {$ J5 M# R- D; q# D1 j4 c
                        printf("比较像是第 %d 类, ",i);
/ i4 ]( h+ E6 z6 e8 _                        fprintf(fp,"比较像是第 %d 类, ",i);4 b: @1 N2 p. p9 O8 ?: I
                }% w4 l) _) y# i. y: ^
                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.3) <= 0.0499)" U( a/ P& b/ {
                {
+ S! S/ f! V) G2 F9 E' T6 ~                        printf("有些像是第 %d 类, ",i);5 O" f! S+ k0 C6 A
                        fprintf(fp,"有些像是第 %d 类, ",i);2 D1 y% _3 E- x9 T. ?
                }
$ |4 P- _4 L( b7 m4 K2 K                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.2) <= 0.0499)
  ^( v! \; p3 A. g! @% P                {
7 ^5 x. k. c, A' j, w3 s: {- w1 f7 m4 p                        printf("有点像是第 %d 类, ",i);
4 x7 u/ p4 M- @3 b  j$ o                        fprintf(fp,"有点像是第 %d 类, ",i);
; H( j8 d& X  }! T                }
' V3 A% ~  O! U$ |0 e" h  Q                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.1) <= 0.0499)
2 }4 u$ v4 i! I8 d& Q: W' G                {
  A/ B! L' D* |  o4 ~* C                        printf("稍稍像是第 %d 类, ",i);* Y+ o, g1 l- `* O
                        fprintf(fp,"稍稍像是第 %d 类, ",i);
- x) c" `( s. K. O" d( t- ^1 v                }( R. g4 F) g7 `+ n" L
                if(Net->Outputlayer->Output[i] <= 0.0499)) f4 C% M: A8 c5 e+ Z# h" {5 R) p
                {
' R: [$ `) c: _0 l' V3 n3 g8 }: H                        printf("肯定不是第 %d 类, ",i);
( v% K& {0 g6 K( ?5 l8 w: c                        fprintf(fp,"肯定不是第 %d 类, ",i);
# c" T, j& ^4 \( b" H) w                }& b3 n& Z( g& f
        }
* m3 L% l( ~6 H- [2 M1 ^& S' ]8 b        printf("\n\n");' S# j- O* Z; ^1 v+ x" K1 ?
        fprintf(fp,"\n\n\n");
/ b. c) s# \8 h1 q9 ?, v, i9 G        return;
$ M9 L  o! J; M) a8 q' V}
  Y0 A& g& X; K0 W+ @
- k) s0 Y: x- `7 \" P//测试过程
2 ]$ K1 J, G8 X5 yvoid TestNet(NET *Net)
; k) u: a" i. a1 h+ P{2 }! C3 x9 u4 @
        TRAIN Testdata;7 \/ O3 I. U% u0 R( s4 ?
        float Output[M];  a  O* I$ }3 F3 w  C
        int i,j,flag=0;2 ?$ }& v* V) O7 o" a5 H6 O8 X) R% h" v
        char select;7 v/ e1 e$ h9 ]2 \4 P
        fprintf(fp,"\n\n--Saving test datas ...\n");' S8 M2 K- `! \1 ], W
        do/ U- I8 x' f# C& c9 ^
        {
' Y9 x& Z2 e& B( o5 I# {                printf("\n请输入测试数据(x1,x2,x3,x4,x5,y): \n");  m3 m+ J" v* i# d8 ~: j' ~
                for(j=0;j<N;j++)$ K( D" `, C7 }, ~
                {
  a; b  @: f$ U  c- k2 b                        scanf("%f",&Testdata.x[j]);+ L; b3 o) k/ J% J1 _
                        fprintf(fp,"%10.4f",Testdata.x[j]);
+ ~4 Q2 \! @9 U8 \% y) |                }
1 }4 t" S$ }3 [) A/ y: |" u                for(j=0;j<M;j++)
; r& `3 S8 w* L) w8 m% X+ e' o                {; d/ x6 T2 V* x' O6 _
                        scanf("%f",&Testdata.y[j]);
3 ]( q8 v; b1 p9 u6 ]! R; ]                        fprintf(fp,"%10.4f",Testdata.y[j]);- {' Q. A% P& C) k; B
                }
; T# a# a  k! q                fprintf(fp,"\n");, v, g* I* t$ w8 \) s9 [
                SimulateNet(Net,Testdata.x,Output,Testdata.y,FALSE);
1 f5 O. O  }# O* G, r+ a9 g                fprintf(fp,"\n--NET Output and Error of the Test Data ....\n");
3 j1 J1 M2 b4 Q; j7 P& s% U9 O% Z- g                for(i=1;i <= Net->Outputlayer->Units;i++)5 V. z* K* J. O' p. ^% @7 L
                        fprintf(fp,"%10.6f  %10.6f\n",Net->Outputlayer->Output[i],Net->Outputlayer->Error[i]);+ G' X. |1 a+ ~7 y
                EvaluateNet(Net);
. s; |; V; Y: e) D                printf("\n继续测试?(y/n):\n");
  S0 j3 N' e4 e: w0 `                getchar();. S: L0 |, G% [8 Q' R* Y& i
                scanf("%c",&select);
; v# i! M. F$ N+ r                printf("\n");. j! e4 d/ R  J; B; g3 D5 i
                if((select == 'y')||(select == 'Y'))
: }* \4 \1 g1 D4 G) M% }                        flag = 1;0 {- v/ n* {, j* I
                else
( ~  z! h0 ?& m0 r- ?5 }, d                        flag=0;$ `7 f0 H9 U& \0 i2 b9 a. h( v* T9 T
        }while(flag);
& M! j* g& J) O3 G1 c( {+ E% b        return;4 I, V; T! b" n/ T, D4 }
}
3 C. N- a  h" m" n9 ]8 }. T- X! H: y  E" i5 K
# |, A- Q& z5 {4 D* r
void OUTPUT(NET *Net)
, ?8 h7 [) ~! [- R{
  y$ F' U6 A' ]& x# w% q( g    float  a[NUM_LAYERS][9]={0.0};
$ R- Q; m+ m3 b# f$ ]    float  b[NUM_LAYERS][9]={0.0};/ g$ [. z6 V8 m- q9 t  b0 X, j  h
        float  sum1[NUM_LAYERS][9]={0.0};
2 ?# S1 K4 f+ `* J( f5 o        float  sum2[NUM_LAYERS][9]={0.0};;
! \( Y4 L% H3 F; z5 q        float test[N];- k" @* R  B3 M
        //int i,j,k;0 z+ J" \: p" R+ U3 ~" R% P
    fprintf(fp,"\n\n--true input datas ...\n");
" O: U) s( Q6 ^5 l; P2 O        printf("\n请输入要判别岩性的自然伽马值、密度值、中子值、声波时差值、深电阻率值:\n\n");
3 P) w$ m8 w" s/ k, n" y4 }        for(int i=0;i<N;i++)
/ F% M/ J  L2 K. R4 L" W( z8 x                {& i- O% {- \% H2 x6 f+ w& U
                        scanf("%f",&test[i]);
- S6 N* Q- s3 |1 B: u                        fprintf(fp,"%10.4f",test[i]);) s& x# @8 M. P. @. |$ e
        }
( n; ]$ v& [- N7 d- B3 |2 E9 H# O" ]5 ^
2 s. X8 w% n2 J+ l% R5 W
        for(int l=1;l<NUM_LAYERS;l++)
& v* U8 ]* s* A0 H        {+ s; f, o# _4 u) g1 p
                if(l==1)
+ |+ U  P1 K7 T; M9 ~                {' ^& [- s, O( w" R) l0 n1 }
                        for(int i=1;i <= Net->Layer[l]->Units;i++)
( \" B0 P8 z1 K; z8 x                        {8 d0 m4 f/ P. x5 t  n. p  d
                                for(int j=1;j <= Net->Layer[l-1]->Units;j++)
2 S; O( _/ L( C' {                                                (float)sum1[l][i-1]+=test[j-1]*Net->Layer[l]->Weight[i][j];0 r+ {  w  p7 e$ X, w5 J. R
                                (float)a[l][i-1]=1/(1+exp(-sum1[l][i-1]));: u) t+ ^+ b( p9 v
                        }/ R' }0 Z9 Z- c. O/ l! `# Z
                        printf("\n");% [- {' m- }  o- y' L) `
                }& |5 ]- F$ q: m, f" F
) Q) B5 M1 Y+ s' Q4 h3 P
                if(l==2)8 O5 L& s4 H6 b8 b# @% l
                {! y& S9 G# ^( q5 R- U8 ?. g
                        for(int i=1;i <= Net->Layer[l]->Units;i++)
8 I6 ~1 V3 f$ j* K; t5 j0 L                        {
+ c8 ]. }$ ^: I  j                                for(int j=1;j <= Net->Layer[l-1]->Units;j++)$ q  I. x  J* l$ i
                                                (float)sum1[l][i-1]+=a[l-1][j-1]*Net->Layer[l]->Weight[i][j];
4 ~* m0 @+ p2 v6 t                                (float)a[l][i-1]=1/(1+exp(-sum1[l][i-1]));  Z( e  |# F, c0 B# L
                                printf("%f\t",a[l][i-1]);
; ]: G  L; i2 o; |. H                        }: r. F& n3 i8 F+ \9 P' n/ |0 c
                }
  O7 ^/ [( }: f' G0 A" @; l        }
. h5 p7 v# p7 O: f& M: u}, `: p/ z& j. C- b9 n: m2 T& |7 [! J
8 w4 E$ v% i$ ^
8 t" y' f( b& h  m3 j  Z" ^
//主函数
" l, N; x+ O: \! G/ Nvoid main()
4 J) |2 e9 G. L5 W1 M{
, l: D2 g" M) G- |; s9 D        TRAIN TrainingData[NUM];8 ~6 H) T# S$ S# S1 w
        NET Net;
* e, c& Y/ ~  u2 Z: Y# w/ G% ^        InitializeRandoms();                                  //初始化伪随机数发生器3 M9 B+ l- ?' e/ p
        GenerateNetwork(&Net);                                //建立网络
$ G$ a4 |1 ^' y+ w  G        RandomWeights(&Net);                                  //形成初始权值
6 f0 ?) o7 ^+ g$ n4 P3 o; I        InitializeApplication(&Net);                          //应用程序初始化,准备运行
5 C' }3 S- i0 @3 k( [2 c        InitializeTrainingData(TrainingData);                 //记录训练数据
8 T" D& v+ Y4 I- m9 D8 E* v6 A; \        TrainNet(&Net,TrainingData);                          //开始训练0 Q6 D$ W6 X! `& D1 F) }! y
        TestNet(&Net);# U' E6 l# u9 S6 n$ j4 M
        OUTPUT(&Net);
3 I) `6 b( j; i/ O        FinalizeApplication(&Net);                            //程序关闭,完成善后工作
+ I) F! @4 {) o5 z% Z        return;+ y/ H) R1 k9 K+ S
}
7 ?9 T, o* c6 e4 A7 h7 S* _. W0 c7 m. q; Q2 a
  S. A# K0 J0 @- D, O





欢迎光临 数学建模社区-数学中国 (http://www.madio.net/) Powered by Discuz! X2.5