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$ p0 w4 [9 A# \3 q$ b#include<stdio.h>
! F" Q8 T  s) ~: p7 q3 I. f# {$ Z#include<stdlib.h>8 X, N" k5 w& ]  k* Z  C
#include<math.h>5 W5 |: K+ x4 ]; R2 J
#include<malloc.h>8 W- ~+ T' _3 g$ [8 m) q
0 Q0 T# \2 D& J5 B. j1 {0 w( C
#define TRUE         1
7 f( b' p, q: x5 _1 H' k#define FALSE        0# `$ O; Q1 Z/ H9 C2 a/ i7 U
* o, D* p  @3 }% i, R
#define NUM_LAYERS   3
5 C& `0 ?! i' y$ K#define NUM          124        //训练实例个数
- A; |/ ~. I0 G) P9 Z  w& k#define N            5         //输入层单元数9 x4 N$ H7 f! N6 v
#define M            1         //输出层单元数
& F& _" a* w! Y2 c* L, p0 E; a( k: i  H! k: q+ p1 I# V/ q
int Units[NUM_LAYERS] = {N,7,M};   //每层单元数
% d4 i2 f  V# Z  g        FILE *fp,*fb;% K- S2 S) K3 @; F) l

* r8 x  a: t, M' `; A9 ktypedef struct                //训练实例
" W8 p6 c% j* w$ N4 V: I0 c( x{$ u+ L+ `4 j$ T( R4 _% O( }0 U
        float x[N];$ _: b- c- J2 |4 w
        float y[M];
7 J, _/ J8 l1 z! d  @% f: d}TRAIN;
: ]! E+ H: U% O* K
7 b" |9 Z# O4 \3 i5 A: k: ctypedef struct                //网络层结构4 Q. `/ w5 E$ ~9 l) ~. E7 A
{
2 I$ O0 G' u- g        int Units;               //该层中单元的个数
+ @- ^. M) }$ }1 P        float *Output;           //第 i 个单元的输出$ j! `* K  T  d+ }1 w* h
        float *Error ;            //第 i 个单元的校正误差( O' b% _( H) ^  [% J
        float **Weight;          //第 i 个单元的连接权值* D( x0 J  e. M% Q6 w/ X- i
}LAYER;
, g+ R3 ?3 U0 Q; I2 ~! S8 x6 H. {8 n* y/ j: V7 v% q: l
typedef struct                        //网络
- }; X1 g0 I# d1 U& Z+ f9 a{, T: U1 D5 n6 V$ r; P+ x
        LAYER **Layer;                     //隐层定义  X1 p" f' `9 C" j) d' s- q
        LAYER *Inputlayer;                 //输入层
% \1 `2 a! L- E7 h# h        LAYER *Outputlayer;                //输出层& W! f# j, f9 ?) \+ J# g! m* W
        float Error;                       //允许误差
# J; R& T* _, @        float Eta;                         //学习率
- M6 [7 {1 ?0 w1 e}NET;; y% T/ N1 o  E0 \1 ]7 W
  Q. {0 g# k& ?4 W6 j
//初始化伪随机数发生器
; {3 p2 W- h! `void InitializeRandoms(); k3 Y! i3 c+ ?( x' V
{+ d1 e/ y$ W! [5 W$ K4 f
        srand(4711);! J0 y" r( f5 K+ y" f5 X9 y
        return;
; B: }+ L6 O8 i8 y5 R}6 i7 i/ K( i7 u0 p2 R/ u
/ O  W- _) O4 f, `! h2 K8 h) e
//产生随机实数并规范化# ?" v# ~2 c9 J/ s; A2 H, n7 m
float RandomReal()                      //产生(-0.5,0.5)之间的随机数, E+ T: @; \! C
{
4 N) _- P( f- ^" ^1 L" a        return (float)(((rand()%200)-100)/200.0);% o1 j; C* T7 Z2 q6 ]& O
}' u. I' A% h( `

5 A) q- d# r; B0 W3 X+ A//初始化训练数据
6 Q* {& z# P1 B# Q$ u! X7 w4 rvoid InitializeTrainingData(TRAIN *training)
8 H. Y* c8 D6 H$ j  U( z9 }& c{
! r$ M" t* {: |& }3 [        int i,j;$ d( Y" Z( ^: A! Q% j% P
        char filename[20];
- L' l( w$ s# f, N' D        printf("\n请输入训练实例的数据文件名: \n");
5 {0 h% y  o1 x; y        gets(filename);" G( `, j$ u& }" j' E' b8 g- T
        fb = fopen(filename,"r");9 s0 y4 n; m# e, @. w9 n) I
        fprintf(fp,"\n\n--Saving initialization training datas ...\n");/ ^, e/ L) @7 G
        for(i=0;i<NUM;i++)
) D* k" \; \; m" S        {
, n9 O2 g1 h" T: _                for(j=0;j<N;j++)- U  I* b) i1 T! h" h5 S* P
                {2 S% W% l* g" [5 [( x# Y0 {, g, O2 `
                        fscanf(fb,"%f",&(training+i)->x[j]);
3 J2 J% [% s  x: B                        fprintf(fp,"%10.4f",(training+i)->x[j]);+ |% H3 k  \6 T3 Z
                }
$ m! k; B8 F/ R& x5 \7 J                for(j=0;j<M;j++)
' p+ j  ]( t9 Z% f& Y# p2 V2 G! ?2 F                {$ R1 b  m/ r+ [& ]; m5 d+ j# E
                        fscanf(fb,"%f",&(training+i)->y[j]);
7 M4 M7 @, S0 v& p  |0 T3 ?* x                        fprintf(fp,"%10.4f",(training+i)->y[j]);
! N+ c1 a( m" R! L                }
, s4 r- P% A6 ^- p/ k) F6 @                fprintf(fp,"\n");
' K$ j+ }: T+ j% J        }
. [! E' `4 j) W- k        fclose(fb);: M! Q" Q. p/ A# w. u$ x/ k) i
        return;
9 f* q% O8 v) q3 @}' i1 q. v8 {& c- |, ~  W' R
% P( m0 `+ ?, G4 A8 u6 D
//应用程序初始化0 M6 r# u( S/ x7 ]" X1 d  f9 w' I
void InitializeApplication(NET *Net)7 b+ y" b; k# D( N' Y' ^
{( W% p% i" u( R& Y* K. d' Y
        Net->Eta = (float)0.3;
1 o# d4 T* @" F# u        Net->Error = (float)0.0001;" R4 [9 w% F- r' T. d; r  @# W
        fp = fopen("BPResultData.txt","w+");
6 a4 L" A9 c  m' F2 P( h        return;5 D" T, R, Q2 X" Q
}
/ w6 B& F2 j. O3 y  R9 s, a5 H# }! B9 M/ ~! b  o$ y! W
//应用程序关闭时终止打开的文件* l( s7 n1 t+ m5 Q  K
void FinalizeApplication(NET *Net)
! K( C: o- v6 c  E: a{3 F, `( ?: s# |1 g' ?
        fclose(fp);
. k0 u9 T  @* ]; W        return;
8 l; e( z8 n9 b+ O}
* x. `% X/ {! w  Y
3 z  v8 @: F6 c# X# n+ }//分配内存,建立网络* B( k# P: a0 B0 }" d
void GenerateNetwork(NET *Net)
' M: M5 Z* y8 C3 H{1 y- ]! f' D% E4 D
        int l,i;" e  L" j- K4 X. R& o: T; p
        Net->Layer = (LAYER **)calloc(NUM_LAYERS,sizeof(LAYER *));
9 H1 Q% A+ U' q8 F        for(l=0;l<NUM_LAYERS;l++)  E& }5 ]; h" f4 {
        {6 X  K! [: {: [0 l
                Net->Layer[l] = (LAYER *)malloc(sizeof(LAYER));
( V- `4 S! t3 j% I4 u/ @( @                Net->Layer[l]->Units      = Units[l];8 }' R  O& S" s2 p. {2 Q
                Net->Layer[l]->Output     = (float *) calloc(Units[l]+1,sizeof(float));" H  z* t; C. @" G3 k% z1 \& u( z
                Net->Layer[l]->Error      = (float *) calloc(Units[l]+1,sizeof(float));3 \% Q& I9 w3 O- d# u: j3 [( f
                Net->Layer[l]->Weight     = (float **)calloc(Units[l]+1,sizeof(float *));# O$ O: A: M& E. w
                Net->Layer[l]->Output[0]  = 1;3 u/ R% M7 v  o5 B1 P2 L" M" u
                if(l != 0)7 B2 V9 e" _$ ]* H  ^/ I
                        for(i=1;i <= Units[l];i++)                          //下标从"1"开始
# d3 M. z% o7 B                                Net->Layer[l]->Weight[i] = (float *)calloc(Units[l-1]+1,sizeof(float));
1 g8 x; t$ ~, \4 A8 s; o, I+ `        }
4 c' g$ v1 {$ I7 @6 ^) s        Net->Inputlayer  = Net->Layer[0];
! A2 D$ ]6 j! [8 E. W' I9 B, C        Net->Outputlayer = Net->Layer[NUM_LAYERS - 1];
6 N+ D" X; b4 y% }( ~        return;1 C9 |, W( l( d; o( u
}
, [7 I" d; @% V; P: o
! \) Y) n: v- i, m2 X& N) y//产生随机实数作为初始连接权值1 d. r: y) T3 E3 C/ J$ @8 P
void RandomWeights(NET *Net)
7 x7 n* ^; L0 a; W7 V{
9 a+ ^$ b( F$ _! L- o/ {6 q: Q) m        int l,i,j;
  t3 g- `, ]$ V+ z        for(l=1;l<NUM_LAYERS;l++)* ^: h8 D8 j( k% l
                for(i=1;i <= Net->Layer[l]->Units;i++)1 a5 b" x' O' m9 b6 W
                        for(j=0;j <= Net->Layer[l-1]->Units;j++)
/ x0 U, U8 n; ^; @% h* Q6 y: C/ v                                Net->Layer[l]->Weight[i][j] = RandomReal();' Q  K2 `% T  E/ x/ }! q
        return;
( q$ x7 ]: n4 F# Y% `}& z1 j% D) ]* O" [1 _

8 M& ~5 [; M! J! F/ G: c; b9 D//设置输入层的输出值
4 d8 f$ x/ k; w) N4 I; tvoid SetInput(NET *Net,float *Input)
3 O) h  U" o. K4 @9 U. M% E% v{6 C; r8 i6 j8 |3 l& `- A
        int i;" c- P* C( U. q7 B  Z$ c! g5 |8 U
        for(i=1;i <= Net->Inputlayer->Units;i++)
# Q9 y' `6 y4 _: h- a2 [0 a$ Z9 {                Net->Inputlayer->Output[i] = Input[i-1];                          //输入层采用 u(x) = x
. l" x9 y2 r# W. M0 N        return;
3 r( Y  ~9 c" A3 o/ {  d. l9 Y1 ?% e/ N}
& e" f) a% v/ v+ X' W- r- i& v# ^" x' ~3 _/ ?$ A! }, R' p
//设置输出层的输出值( X7 T0 S( ~( V4 s; p3 X3 {
void GetOutput(NET *Net,float *Output)
" O6 [& C7 F$ E6 K8 @) ?0 Y/ T9 C+ `{; |" K* B" I3 X; r% Y0 X
        int i;7 `& N2 M* {! Q+ u/ o
        for(i=1;i <= Net->Outputlayer->Units;i++)# n+ V4 A4 }0 s' g* T
                Output[i-1] = (float)(1/(1 + exp(-Net->Outputlayer->Output[i])));         //输出层采用 f(x)=1/(1+e^(-x))
# x" s/ g' x# _7 Y( o/ j0 X7 @        return;& v" p; n( C# ?# Q
}
% F' P6 f# {) }3 v# q) \
$ L3 F' Z5 h8 ]. h( H3 `2 _//层间顺传播7 B( B- A. V3 i* D. T/ U7 v: J1 _
void PropagateLayer(NET *Net,LAYER *Lower,LAYER *Upper), N# _$ U8 T: G, Z
{
9 i6 M+ P# E  l3 \- I! t0 R* j        int i,j;1 |! b4 G3 X! z1 x7 Q$ ?3 s' u
        float sum;, X/ a2 a' x: l1 Z/ n! \
        for(i=1;i <= Upper->Units;i++)3 @( g. w* J, `) S
        {
8 h! F' s' ^6 {. E. t: p& }% f                sum = 0;
* r9 K8 y. n" r2 ?" h                for(j=1;j <= Lower->Units;j++)
) w" W5 k" J8 W! }* c                        sum += (Upper->Weight[i][j] * Lower->Output[j]);  C; ^+ R0 u/ C6 _# ~, s
                Upper->Output[i] = (float)(1/(1 + exp(-sum)));$ `3 x# S/ e# w
        }; m9 a' F7 P2 w4 z  J* b
        return;* e& @$ |; O, W
}
$ ^; S, J/ Y( w$ T$ s4 M1 w, Q4 }9 ]% l4 M+ m8 H/ E5 p
//整个网络所有层间的顺传播
# ]/ q9 e7 m: U, |, [* n3 Fvoid PropagateNet(NET *Net)
! c% }7 ?, B3 [# x{8 Z2 ]1 Q  y( {$ q# E0 Z
        int l;
; d* r6 Q, J+ [' C        for(l=0;l < NUM_LAYERS-1;l++)
5 s7 |+ e: n; T: Y9 E/ A                PropagateLayer(Net,Net->Layer[l],Net->Layer[l+1]);
: j( R  _% l1 `' p, h) @- F        return;# w: l9 x* M: s8 q% j# T* q* [
}; C: A' `5 G& C) I3 L8 J
5 c# Y+ C# Q( T1 i
//计算输出层误差
5 B5 m- V9 z$ g, I$ I& }* Svoid ComputeOutputError(NET *Net,float *target)
% z- H+ ~2 i; e+ |: Q. _{3 `( o. z- i' z5 i( ^1 t+ `: X8 v- H
        int i;2 @* @5 ^: F: n7 s5 V, p/ s% d3 D
        float Out,Err;
) B* V$ k; }) X        for(i=1;i <= Net->Outputlayer->Units;i++)3 ~4 L1 D2 T0 H4 m
        {
0 A+ t3 R# I# T7 l                Out = Net->Outputlayer->Output[i];
+ M- U! U3 u8 M+ H5 T                Err = target[i-1] - Out;
  }% {0 {9 l% f9 g1 w) H# e9 Z; d                Net->Outputlayer->Error[i] = Out*(1-Out)*Err;9 X# z$ u* I# K* q; L; e
        }
" x( Q- x) ^# E( d' ^        return;
2 z; {0 E! w6 R}
: Y% A5 N8 i: @) M( f; _& a  z
$ m$ Z5 _% T8 ~! N$ `//层间逆传播" _2 b, m6 H$ T. {7 m& a& ?
void BackpropagateLayer(NET *Net,LAYER *Upper,LAYER *Lower)0 m. r& u6 \3 t" N, ^
{
( e- v: z# q. S- q        int i,j;# z" J4 L4 l; w& l" I, q
        float Out,Err;0 Y* k7 n1 z- |, F  z3 D
        for(i=1;i <= Lower->Units;i++)6 \2 ]& u6 ]0 S" X7 [& I
        {7 w! e$ H, x8 @& m- @( Y
                Out = Lower->Output[i];
- D/ y7 g4 I6 S( I& c                Err = 0;/ Y+ f: {- E7 M) z! G
                for(j=1;j <= Upper->Units;j++)7 t) [6 [8 q; w4 h9 b6 Q
                        Err += (Upper->Weight[j][i] * Upper->Error[j]);
& S. y9 a# P  t' p                Lower->Error[i] = Out*(1-Out)*Err;
8 Z  ]/ @0 s1 s1 P9 x9 `        }
1 O3 R; M, d1 q+ v0 E" D+ a4 i% ?        return;
# a* ]: K3 f$ m5 j6 t0 g( y  g}; B4 Y" _" V  H) [2 r' b7 `

2 E, C6 w, o2 D. L& n1 u//整个网络所有层间的逆传播
  U% F8 m7 o9 Xvoid BackpropagateNet(NET *Net)
& J4 U( ?0 }7 [{
. w. t* @: T, H/ W        int l;
3 M2 b: ~" n5 A        for(l=NUM_LAYERS-1;l>1;l--)
: J3 ^: O/ a( q; j& F8 E                BackpropagateLayer(Net,Net->Layer[l],Net->Layer[l-1]);
0 I% h; F% n4 n/ w        return;0 F' o! L5 X0 Q4 K6 }
}& e2 d9 z) c& B; A4 k

4 O& g5 @7 w  K0 y; a//权值调整! y% U/ S& K3 E! [. D0 e
void AdjustWeights(NET *Net)5 ~1 _/ `. ?: o0 F. {$ w8 P: S
{
* K- L' \: x0 ^( b# l- K        int l,i,j;
; G" I7 d8 x  x' F) ?        float Out,Err;
% L4 N8 j3 M3 D6 ]3 R8 ]$ p        for(l=1;l<NUM_LAYERS;l++)5 U% R9 I8 z" k- d9 ~
                for(i=1;i <= Net->Layer[l]->Units;i++)+ @7 Z8 i+ m- J* b: m0 p
                        for(j=0;j <= Net->Layer[l-1]->Units;j++)& d/ X9 j3 p2 K- p+ ^
                        {
( s' O$ O4 f2 o, P, ^                                Out = Net->Layer[l-1]->Output[j];
3 [4 Y# [" q  g                                Err = Net->Layer[l]->Error[i];# \( t+ F) l" r* s* f3 Y! x8 M
                                Net->Layer[l]->Weight[i][j] += (Net->Eta*Err*Out);5 q$ d, ]: g; q$ A+ ~+ i, T
                        }
1 h6 f/ o. G9 ?) K7 E- P7 u7 N  L        return;! _4 ]; p" G0 y
}
& l: w/ o7 X5 j6 O. i- w; \1 n& S
, [1 f6 B# k8 M//网络处理过程
9 B7 C9 O: t! o& ]/ Fvoid SimulateNet(NET *Net,float *Input,float *Output,float *target,int TrainOrNot)6 _# K. [! P& ^/ S- P+ M6 x
{
+ G& l; a" K( Q5 v, T$ w        SetInput(Net,Input);                             //输入数据
4 N# i0 z5 S% W7 d9 H/ i        PropagateNet(Net);                               //模式顺传播8 H# w! I, V, M- [+ C
        GetOutput(Net,Output);                           //形成输出) M7 e9 u+ B' {- I) ~
        ComputeOutputError(Net,target);                  //计算输出误差# i2 I  j; X  c9 ?9 q% |9 t6 {, |% Y& O
        if(TrainOrNot)
& ^( B$ \' ~* }3 h% O( G        {" n5 ?  j1 O% e: \4 U) Y) |7 a, X
                BackpropagateNet(Net);                       //误差逆传播* ?( g1 B! r2 o" j  o( x
                AdjustWeights(Net);                          //调整权值3 R* m0 V$ u/ c
        }
5 ^2 G+ _( m; h/ C8 f4 T# g% f        return;
  z+ E1 Q* a5 G; {}
4 H5 p. V0 |. m+ D
4 ?: i: E: C5 G//训练过程
. {5 J: z8 `0 [9 rvoid TrainNet(NET *Net,TRAIN *training)
: Z- D( ?* g7 i, R/ o{: ?3 R, k, S- J( u+ K9 T- t7 T
        int l,i,j,k;
: d# ]5 ]) y4 P! D( L1 ]        int count=0,flag=0;
* U, x9 ^& s' q- v" f        float Output[M],outputfront[M],ERR,err,sum;
* ^+ t* c5 h. ?/ e! C        do# T' E' U; V; D- D
        {7 U6 ~, @2 x6 G* S
                flag = 0;
) g  c" E7 Q! P- n  U                sum = 0;( z, [9 I. A; b$ H7 u0 ?& e9 ]) \
                ERR = 0;
7 O7 r7 E- T6 ]! n. u8 Q  h0 b                if(count >= 1)
' d1 D- Q+ N; ?2 z/ e+ k( G                        for(j=0;j<M;j++)" c$ G: ?5 J4 v% o/ C2 k
                                outputfront[j]=Output[j];9 r6 ]+ B5 W% f. y7 i
                SimulateNet(Net,(training+(count%NUM))->x,Output,(training+(count%NUM))->y,TRUE);
9 ^' \7 y! {, Q6 m, q                if(count >= 1)1 Y' w+ e7 |' h; j
                {* Q& k8 H3 N) p. U7 c3 ?
                        k = count%NUM;
5 ]; w  r( q7 _                        for(i=1;i <= Net->Outputlayer->Units;i++)
% N( V( [6 K/ x. T! ]! r% |& a, H1 r& ]                        {+ E$ D% e/ E& |' H! \2 D
                                sum += Net->Outputlayer->Error[i];6 f/ Q, o6 `) Y3 \$ G8 g
                                err = (training+k-1)->y[i-1] - outputfront[i-1];2 Y+ g1 m" @2 z0 V, g) O
                                ERR += (outputfront[i-1] * (1 - outputfront[i-1]) * err);' O/ w1 O3 b# P+ W  @
                        }
0 r4 h% Q# S% k" r" j                        if(sum <= ERR)  J/ V5 B! U* c
                                Net->Eta = (float)(0.9999 * Net->Eta);: W, W" ~- q% ~+ _4 r
                        else
  d& d: I  T# i5 _                                Net->Eta = (float)(1.0015 * Net->Eta);$ e1 |/ O! N6 g/ S' U, f( x2 y
: d8 }, v. j2 m0 y
                }- t: z2 V, F8 t, o& L+ b, o) o
                if(count >= NUM)
! x8 I/ w+ d4 V1 N0 G/ M                {8 u1 Q/ S( t* A, Z0 Q. R& ^3 ]
                        for(k=1;k <= M;k++)
% u6 X, w) R& }7 Z% ]                                if(Net->Outputlayer->Error[k] > Net->Error)1 w( q  F8 y$ b& e3 `6 C  g
                                {   flag=1;     break;   }1 F: |/ Z: q" ?' j# W. e/ E! i+ X
                        if(k>M)
& U/ Z! j  b' Q- Z/ i                                flag=0;+ |  \  U9 E2 {3 ^  R) Y
                }' P4 k# k6 G4 X
                count++;
- n% a" q  O. c        }while(flag || count <= NUM);
4 H+ i: W5 y  x! S        fprintf(fp,"\n\n\n");
& C( }: P. g; n) w        fprintf(fp,"--training results ... \n");+ y( o: z/ i5 r# V' l1 x
        fprintf(fp,"training times:   %d\n",count);7 `. x6 j8 s, H- Q; H) R
        fprintf(fp,"\n*****the final weights*****\n");5 T* F3 S0 E! e1 g4 H, y
        for(l=1;l<NUM_LAYERS;l++)
3 D6 F7 \! D0 R4 x        {3 Q/ T3 Z& W) b2 Q( Q
                for(i=1;i <= Net->Layer[l]->Units;i++)
3 G( K" B/ h: `- J: t9 j' b, @                {
7 _, x3 k  a" z+ I, S, v, E                        for(j=1;j <= Net->Layer[l-1]->Units;j++)
' r4 |7 ?  M! X5 p4 R                                fprintf(fp,"%15.6f",Net->Layer[l]->Weight[i][j]);' Y9 k7 |: ]# |! }) P. K
                        fprintf(fp,"\n");' \# D3 F( T0 Y# `
                }
0 k0 C. T- {' q                fprintf(fp,"\n\n");, \, t/ Y8 d% L% y3 N" i
        }
3 V. M5 ^% i5 Y- B$ i( V5 v4 o9 o7 t}8 H; ]9 f3 n; D2 B! S: `" D$ v
2 {8 l" O- E( S9 s
//评估过程
* G/ q0 u0 s! y" l5 ~void EvaluateNet(NET *Net)
- S$ m) G3 W7 h2 l( A2 _" k  o, B{8 ]1 J+ K% f3 t: O. V
        int i;% y( j$ D- l* b/ v! ]) A0 n
        printf("\n\n(");
5 x' z) E! J* q6 x' K. E, c9 p& F: \        fprintf(fp,"\n\n(");' X1 U( {2 }8 \8 c. W5 F9 X; r
        for(i=1;i <= Net->Inputlayer->Units;i++)
: g6 ?. w8 [" d% G' G        {! j# [/ V! I) x) D7 Y% ~
                printf(" %.4f",Net->Inputlayer->Output[i]);
* p! }5 B7 T. n! j& I! e: h3 `                fprintf(fp,"%10.4f",Net->Inputlayer->Output[i]);
" z/ G  b/ a0 T8 V- x: j  p* ]        }
7 Z8 K% z# F/ Y: k) b" ?& Z6 Q        printf(")\t");
; J2 C: w4 p! w4 j) ]# M        fprintf(fp,")\t");
+ V7 o6 ^; j3 W        for(i=1;i <= Net->Outputlayer->Units;i++)
+ C% i7 P6 C) B  |$ k9 l# f        {
# k9 J) w7 Y% N4 O, e2 O                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 1.0) <= 0.0499)3 i" E5 n5 g+ K
                {' d; ^9 [% B$ g+ ^" `) N
                        printf("肯定是第 %d 类, ",i);! r" ?; V" K( C1 U: W" j# \, W1 L- O' [
                        fprintf(fp,"肯定是第 %d 类, ",i);
" k3 g# u8 S0 l" y8 p& }- l                }) e# r# _' k! y- l$ v. `
                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.9) <= 0.0499)0 ?# h, q& P7 Q, b2 q0 @) t! B- q
                {
9 S; j$ g/ u5 s* v2 o0 Y                        printf("几乎是第 %d 类,  ",i);
8 _& _5 W5 k3 I# d* g. X% Q                        fprintf(fp,"几乎是第 %d 类, ",i);
; d7 c6 D# _- V# r                }0 m( h& j8 ]4 m) L+ T
                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.8) <= 0.0499)5 N8 N: F3 w: `7 B. A2 `
                {
7 _* ]. Y; b, p8 {6 @: o! Q3 o+ w                        printf("极是第 %d 类, ",i);
0 @9 p" |; Q/ g: S' N- I4 o                        fprintf(fp,"极是第 %d 类, ",i);
! B, y. F$ B. o6 w: j                }+ Q+ B0 ?9 Z) p2 h5 c6 Z0 K3 e7 M
                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.7) <= 0.0499)
1 F- X! P3 J+ f; u! J+ A                {( n: u1 k$ l/ R
                        printf("很是第 %d 类, ",i);$ V  d" D$ x1 L0 C5 P) \
                        fprintf(fp,"很是第 %d 类, ",i);. r4 T- j4 V" U4 ?5 w% z
                }) _5 f9 r" b1 k6 S
                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.6) <= 0.0499). ^. R, C. r/ }$ ~  e6 Z
                {: {( ]# f! Q2 R- t( N* ?: u2 |
                        printf("相当是第 %d 类,  ",i);6 H$ K. K! L& z  ~. g) q
                        fprintf(fp,"相当是第 %d 类,  ",i);
. s2 A7 L5 D" l$ U1 l                }$ P& @9 u7 H% a
                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.5) <= 0.0499)! W& o5 k9 |* E( ?! |
                {5 P2 I" q: N5 `0 [7 z4 J
                        printf("差不多是第 %d 类, ",i);9 F8 s6 Q) W7 D7 b% t. o0 Y
                        fprintf(fp,"差不多是第 %d 类, ",i);
% i, f0 ]- z0 c/ f  W                }
# [+ j$ E# P* l/ x: s2 s                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.4) <= 0.0499)4 o5 Z4 p2 E, `/ }' x
                {
& O- ^  F6 E7 v4 [% y                        printf("比较像是第 %d 类, ",i);
3 U/ b' f- f" m4 z                        fprintf(fp,"比较像是第 %d 类, ",i);, a0 e% P- I- P" M* ^& D
                }
/ D: J) J) w7 B4 t/ N                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.3) <= 0.0499)
% f7 p" W1 `; r' P8 ^                {8 m, I/ ]2 D' X) k
                        printf("有些像是第 %d 类, ",i);7 ?5 i' Y* J& e  j* J. ^
                        fprintf(fp,"有些像是第 %d 类, ",i);
1 X! e+ v# E1 t; z; H4 B* S% q                }
; R! t5 D& D5 P; f) P" c                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.2) <= 0.0499): `+ [) Q" z  \6 t; ^
                {
- [- Q" Q* b; d# p, y                        printf("有点像是第 %d 类, ",i);
; U$ s. f" `! E: w                        fprintf(fp,"有点像是第 %d 类, ",i);4 H; w6 u* F" ~
                }
3 z: z7 I4 S( v; a/ n                if(fabs(Net->Outputlayer->Output[i] - 0.1) <= 0.0499)
% J% {' E  Z: V+ l7 C2 r5 x                {9 H6 X) S8 X, ^4 k, P
                        printf("稍稍像是第 %d 类, ",i);6 }  T1 l" }  N( |/ ]7 P
                        fprintf(fp,"稍稍像是第 %d 类, ",i);3 n/ g8 w8 J% @1 ?$ G6 n7 U
                }! Q# [# `. p3 b- U) a" W" e
                if(Net->Outputlayer->Output[i] <= 0.0499): ^8 o% A3 ~# T: j  t3 X  z
                {
8 W5 B1 a! F* l" V+ Q7 A) }                        printf("肯定不是第 %d 类, ",i);+ M5 }( [% H  o+ }: s1 g
                        fprintf(fp,"肯定不是第 %d 类, ",i);: F- z* L2 x( j+ u& j) C# v2 s  ]3 \$ r
                }- h9 c: s, `4 M; y, p
        }- G" h: h5 h* @) W' r
        printf("\n\n");5 E8 c  s) m) h
        fprintf(fp,"\n\n\n");
" c1 @2 Y* b  }; K6 F$ U; X7 y        return;) P8 g9 F, ^, K; |
}
0 o  M! q0 j: B1 u# [8 ]/ }9 X& m, W; V+ R' [) f6 @7 @9 G/ ^
//测试过程1 U$ E1 i0 @# u
void TestNet(NET *Net)
* e- z& m. @0 Z" b4 K{$ E! Z$ l& ~  G, K: K1 i
        TRAIN Testdata;
: a2 L' ]) j  y+ `        float Output[M];* s* M. J4 Z6 L$ [2 @
        int i,j,flag=0;
3 h2 a# H  P0 i" m8 a5 Y3 s. \, U        char select;
& X5 K3 c5 A8 t! C        fprintf(fp,"\n\n--Saving test datas ...\n");
" n: [, X# T. h) f# i! }        do
+ c# n6 g7 ?& I% ?& o$ m# ~        {- v' V- \) A% f$ e- j& ~
                printf("\n请输入测试数据(x1,x2,x3,x4,x5,y): \n");2 \5 B* c) A! c: e! ^$ I+ _
                for(j=0;j<N;j++)
2 O, q/ C/ L4 I) \                {
/ Z0 F# r9 e5 d5 z                        scanf("%f",&Testdata.x[j]);
& t9 O3 o1 O9 e                        fprintf(fp,"%10.4f",Testdata.x[j]);
) p! p  W6 h# J1 p                }( t2 @. L9 t  O6 [& `4 ^4 W" `) m
                for(j=0;j<M;j++)7 `( p1 j  S/ k5 o3 E
                {
% C. d3 s% Y) @1 c4 y                        scanf("%f",&Testdata.y[j]);  I, \: z# S' \* I3 X
                        fprintf(fp,"%10.4f",Testdata.y[j]);
& |7 S2 g# @! }: l  k+ |2 D                }
. P4 g% [2 z; U1 J. B                fprintf(fp,"\n");
% S/ x6 m/ Z! W' {* V, l9 Q                SimulateNet(Net,Testdata.x,Output,Testdata.y,FALSE);
2 O" Y6 d- w' t6 i                fprintf(fp,"\n--NET Output and Error of the Test Data ....\n");, o- f0 v# B: {: w' g0 x
                for(i=1;i <= Net->Outputlayer->Units;i++)
3 e" d9 d& s+ D" ?; r! S% s                        fprintf(fp,"%10.6f  %10.6f\n",Net->Outputlayer->Output[i],Net->Outputlayer->Error[i]);6 q0 z2 I; ]0 S, ~+ z
                EvaluateNet(Net);
' N1 a: i+ X( q3 v: F, Z( \( q, O4 d) U                printf("\n继续测试?(y/n):\n");
2 r& P7 x" b& b" g0 O& X                getchar();6 |' U: e7 {4 i0 ?! e) ]. F
                scanf("%c",&select);/ ]! E9 @  k5 G- _
                printf("\n");. C; B8 u4 E5 a; g9 T
                if((select == 'y')||(select == 'Y'))8 G& s2 h8 k( w- T0 ?
                        flag = 1;; U- U+ A( {* N
                else4 ~9 [# P% t; n. t
                        flag=0;
  @# h# I* u4 w        }while(flag);
$ S0 Z& t3 P9 K$ f+ h/ h        return;" N& ?3 N# e6 Z
}, {% X8 f' C1 S3 o7 S" q# Q- u
- d: P  x# d* U$ B( U
! S( v  I* T" p" i0 N9 j
void OUTPUT(NET *Net), v; E* G/ `) _: k0 s
{" o1 y& T( N6 k$ v* a; j7 z4 }; C% B
    float  a[NUM_LAYERS][9]={0.0};$ J2 S$ @" i% S
    float  b[NUM_LAYERS][9]={0.0};
  t4 \" }7 G7 M        float  sum1[NUM_LAYERS][9]={0.0};
* R* f+ Y% m' j1 X* w        float  sum2[NUM_LAYERS][9]={0.0};;
' r+ _- p! R# |- j- B        float test[N];  {# i; f4 V% u6 h
        //int i,j,k;  k$ c4 l4 _9 b* T6 B9 w1 B. K9 \
    fprintf(fp,"\n\n--true input datas ...\n");
* _2 H8 g* _# \! p/ {        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");
/ X8 p9 C9 S5 w/ ?# v; k# ?6 w        for(int i=0;i<N;i++)' x, b9 t, V3 p5 _+ p/ b
                {
. Z7 a9 Y' T9 l% t$ y% J                        scanf("%f",&test[i]);
/ P0 |" u$ f! o                        fprintf(fp,"%10.4f",test[i]);
2 h. t. J% e2 `! C/ _' c' D2 X8 y        }
' E7 n) o- ^0 u0 K: A; i1 h
  V+ Y# d+ {' X4 j6 w* d1 ~4 ?
) @# j6 W0 ~1 m1 z- x& s) c& P        for(int l=1;l<NUM_LAYERS;l++)
5 F% ^) O6 t  c& N2 Y3 o        {
+ x0 n# G6 O+ d: Z7 u1 @! f. f3 m                if(l==1)5 t" h) M8 A. s! @* R$ m# T' C
                {
8 ^9 S8 q4 A- G% T                        for(int i=1;i <= Net->Layer[l]->Units;i++)
  W& M" }" c6 y# b+ m+ ^; f                        {
( E* W+ F: b, o% x                                for(int j=1;j <= Net->Layer[l-1]->Units;j++)
7 ~3 ?: j# {3 z3 y                                                (float)sum1[l][i-1]+=test[j-1]*Net->Layer[l]->Weight[i][j];
3 G: q8 j& u* T" A+ q% h9 z& Q                                (float)a[l][i-1]=1/(1+exp(-sum1[l][i-1]));; n# D+ r( [+ E
                        }
/ j8 E/ e. j$ J- U2 u                        printf("\n");
( x. I. U* g! J                }2 G- G* b/ Z( g; u. u. u/ s

% U2 v2 S5 L% l7 F% N                if(l==2)
- P  j$ C, K4 s3 F$ H  \                {
) a- p8 _! y5 j  z) v                        for(int i=1;i <= Net->Layer[l]->Units;i++)
2 {, a, N# n8 ], M# k" `                        {
# k2 p$ E% M- o                                for(int j=1;j <= Net->Layer[l-1]->Units;j++)7 n4 f  _$ F: X: X9 b# c7 z, O
                                                (float)sum1[l][i-1]+=a[l-1][j-1]*Net->Layer[l]->Weight[i][j];! c6 b2 ^0 l3 T: B7 V6 z5 o% z
                                (float)a[l][i-1]=1/(1+exp(-sum1[l][i-1]));
' r" `# \" k" c+ Y- \- |                                printf("%f\t",a[l][i-1]);
/ z9 W$ L. K% O. w9 r/ V                        }
6 X! P7 g; s4 s8 U- V/ S! |2 l                }! `) t3 X5 k) B+ T  L8 V3 S% e
        }
  h, X2 I2 S, e, P$ x# \0 q}
7 t- f8 [9 S5 `
' D. A( j' B7 a  Y. L, M3 k
, w: F6 {1 E: p: H' A0 X9 J//主函数
0 H8 k9 z, z; Z; ovoid main()( |* L- |7 d$ G4 x5 i6 I- f3 U0 ?
{
2 \+ l/ i& m; t; @6 R        TRAIN TrainingData[NUM];
# C0 d' C% W: n% X- L2 r        NET Net;
* |3 z. I& o; n4 X& y9 Z        InitializeRandoms();                                  //初始化伪随机数发生器" i7 ^0 H1 \1 L9 y% U, a; L
        GenerateNetwork(&Net);                                //建立网络" g) s$ _0 f/ e7 [) G
        RandomWeights(&Net);                                  //形成初始权值4 \& O9 w% Q$ c/ V' n4 U% a' h1 @
        InitializeApplication(&Net);                          //应用程序初始化,准备运行& p% K. Y  G/ G; e
        InitializeTrainingData(TrainingData);                 //记录训练数据
" K* y! G2 ^4 `. ]# h3 R        TrainNet(&Net,TrainingData);                          //开始训练
( M( K% Q) [- `+ U* N4 ]0 a; g, v        TestNet(&Net);
8 |6 k* r" Q% {1 X8 l; d7 U0 W* v2 B        OUTPUT(&Net);' l; S* f  G' T+ @) R" }
        FinalizeApplication(&Net);                            //程序关闭,完成善后工作6 ]; r- [, B$ l% p4 S$ \0 D
        return;
' x4 V! R& F6 {2 G/ C6 |3 E}
; s- ]- [* u& t8 n2 g7 K# ?! r6 Y) r% p5 ?2 g) T5 n+ y! e. b

, H* Z8 g0 h) J2 z% v




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