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利用BP网络训练加法,代码如下,我是按照书上的公式敲的代码。对于最终的实验结果,有的结果还行,有的结果误差太多了,有人能帮我看看怎么回事吗?万分感谢!
# m! ^; \2 |2 U! C3 ^: C2 U5 K Bps:不要吐槽语言。我知道这是c c++杂交体。 - #include <stdio.h>: L t! y/ a. n\" ]
- #include <time.h>
- + {( k( |6 I+ ^3 f! Y. e$ S#include <math.h>* X+ m$ Q0 O$ A( H* W6 F3 o
- #include <stdlib.h>
- ; n! M$ v( w8 L5 n' @#include <iostream>
- / N) B2 r3 G$ Uusing namespace std; \. I+ Y+ Z7 w
- #define DATA 800$ P$ i7 B9 E, ~) p- |* Z% _
- #define IN 2: Q# o% m `5 b\" I5 b6 ?
- #define OUT 19 N$ E# _' m) v$ C+ Z
- #define NEURON 45/ a$ a. _( ^7 s& _0 m
- #define TRAINC 20000
- % a! N4 J\" c% v9 [0 W
- $ f- V. B5 B/ ~0 g: t) jdouble Fx(double x)7 k- r/ l- v2 q& _6 W+ W
- {
- * ^! j4 Z2 R* _+ V9 s/ B; D4 ` return 1 / (1 + exp(-1 * x));
- 7 P; X3 l! Y2 e}
- & P$ [: |% l+ m5 r8 [//La输入层 Lb隐藏层 Lc输出层
- / `0 r3 L* |8 A. S//样本输入4 N/ {& `\" w4 x* E\" J; L
- double La[DATA][IN];
- 7 ~2 j0 j' p1 X- r//样本输出: b. P3 S L4 ]4 y( w) P
- double Lc[DATA][OUT];; |6 ^, |0 i3 `% g1 F\" E' f h
- //La->Lb权重- E5 [: U/ s6 m. w
- double Wab[NEURON][IN];, k6 d% {- V* Z. l+ H
- //Lb->Lc权重0 @: E l+ p1 u5 w' b3 E/ G
- double Wbc[OUT][NEURON];
- ! M, a0 o1 o8 j' [) S//样本输入每个向量的最小值,最大值;输出...
- / A2 x/ E) o3 L- c: r/ j* Adouble MaxIn[IN], MaxOut[OUT], MinIn[IN], MinOut[OUT];
- $ F! B) S6 a; ^6 S4 @
- # T T$ p! a8 \//Lb层输出' Y8 T, v- Q- J, K) b. i
- double LbOut[NEURON];
- 9 d: Y2 S; o4 b. M4 I! V* U//Lc层输出
- 8 T u4 W( e; B/ |double LcOut[OUT];0 ? |# q3 W, J# H( E. q+ b
- ( ^+ K# C1 Z: h* i- Z8 I
- //Lc层单元的一般化误差! }: y% M7 ]$ R
- double Dc[OUT];
- ( \( G# m5 Q4 w4 R3 K//Lb层单元的一般化误差) x* [1 p. C1 B
- double Db[NEURON];
- . j' s4 |! ]4 a) ~# { r , H6 k. {( [ _, n; ~; O, y- k
- //设置样本数据
- - f$ z7 k$ b' H8 ~void setSample()
- 9 c# X\" ?( |8 o$ l& B{ Y1 N \1 R# d' O
- srand((unsigned)time(NULL));
- ' Q1 I% }7 D s$ r4 r int i, j;
- 4 ^# ]1 z9 o9 X4 f4 J\" E$ s for (i = 0; i < DATA; i++)
- * C) ?& y6 o' o0 d0 F. D& P {
- 9 ?7 x/ p' z* ^2 _* x& ~ for (j = 0; j < IN; j++)
- ' z9 l5 O; O& p- e {) I0 N M5 F3 q) W& f$ t
- La[j] = rand() % 1000 / 10.0;
- 8 P ~\" v4 y. ]) V) x3 t8 j& l }
- * t' @: c* X5 Q+ y9 `' r' k4 H
- ' w( B& r# ^8 m) X( \ for (j = 0; j < OUT; j++)! f\" ]0 Y9 \0 C G( H* c8 f8 v
- Lc[j] = La[0] + La[1];0 `! L6 t2 b2 a: E2 ~4 z/ w% h
- }
- \" ?+ |/ g6 y0 c\" @}
- / r% E3 L& x6 ^# G3 m//初始化BP网络:权重,阈值(隐含节点+输出节点)/ b& L' c/ p) w8 V' F: p
- void initNet()
- / u, ^ D% v. r) ]8 e{
- 3 K* c\" A) N8 _9 I. R# W srand((unsigned)time(NULL));# S8 q1 r0 p5 ~3 C/ X
- //两部分的权值设置随机值【-1,1】
- . ]% \: I5 E+ L int i, j;6 ~8 S# ? _0 a+ \1 n0 A\" @ Q
- for (i = 0; i < NEURON; i++)/ E& S: ^5 n3 n Y8 }) d
- for (j = 0; j < IN; j++)
- 1 Y) ]4 x3 Q( a C\" s {
- ( M5 `# Z( j+ H Wab[j] = rand()*2.0 / RAND_MAX - 1 ;# r. k2 ?! `2 N8 V7 `
- Wab[j] /= 20;( j8 k3 z* }\" }( @! L! l\" T
- }
- 3 Z& p, w) Y5 l, Q; ~# d7 X & x& s/ U; X. b6 P# n m
- for (i = 0; i < OUT; i++)
- % s0 v- }+ \& ]0 V for (j = 0; j < NEURON; j++)
- ' ?. @/ I& l0 I {
- $ f$ d0 J% {/ w# R) X% H4 ?! S Wbc[j] = rand()*2.0 / RAND_MAX - 1;* T/ {# c' H+ W
- Wbc[j] /= 20;
- 1 [: ?0 F) a1 h! V8 k) j }
- & o: P+ o% K. Z9 A9 C, C# k' u
- 0 Q. B- G6 B! s; i6 Z% {: f //找出每个向量最小最大值,并进行归一化
- 8 p9 W. ^ O+ A& K\" ~ for (i = 0; i < IN; i++)* k; \5 i1 J |' Y' B* y/ g& ^9 Q2 `+ o
- {2 p, r) y; `7 Z7 J, t: n: ?
-
- 7 c* k T/ o+ ?( `4 q7 x8 J MinIn = MaxIn = La[0];3 q0 c* @# [# [& n
- for (j = 0; j < DATA; j++)
- 1 }1 o8 \& V; u- X6 D {4 A X6 l% q; K/ C
- if (MinIn > La[j])
- 5 a5 N* }1 w0 ?# J$ Z* c3 E MinIn = La[j];$ E( \( B! j9 f6 p9 J
- if (MaxIn < La[j])
- # V* ?0 R% j+ j& X MaxIn = La[j];
- * g' l2 h1 Y8 x% \! [ }
- 2 @7 X5 I% H$ N& N0 @. V 2 a! _2 `- k5 z8 A$ h$ \
-
- 7 G4 Y# n0 F1 w3 z$ Z }
- - J$ Z: h, }/ a, l _
- 1 {; N# C. J A0 c for (i = 0; i < OUT; i++)
- 5 e! M/ ]: M1 }2 K, @ {: ^5 B' Y7 O+ i: Y8 s& ~) } T
- ! m5 X) S% K& A. b* y% A# X
- MinOut = MaxOut = Lc[0];
- 0 b p% K\" E; s for (j = 0; j < DATA; j++)5 J! V) ]& n6 N o9 J
- {% l& b' V7 v. W# L2 i* y) F\" e
- if (MinOut > Lc[j])* e& o/ d* d. |2 P/ m4 R; F, m
- MinOut = Lc[j];+ k2 M( A. }/ l6 q+ g( b' X
- if (MaxOut < Lc[j])9 `7 s+ t, V8 `! g/ ~( A8 P9 m
- MaxOut = Lc[j]; D% P( Y& {$ I; G9 X
- }
- 0 [1 k$ K1 F! L3 ?! W ! f6 q/ ?8 J; e/ ?2 W0 _ O
- }\" ^+ V2 ]: c+ Q1 j- s2 Z0 B
- . _5 m) u9 }+ H% x9 m$ i
- //归一化3 ~4 j8 T' W* w! M7 Q
- for (i = 0; i < IN; i++)
- : j4 b0 t* T2 h\" ] for (j = 0; j < DATA; j++)
- ) m1 \2 n, { }' O m La[j] = (La[j] - MinIn + 1) / (MaxIn - MinIn + 1);. ~# w; P\" T& J1 d: P7 q# k! B2 j
-
- 1 T5 c1 W m' F\" H, s* Y1 I) w
- 8 l: `' ~/ k4 R1 o for (i = 0; i < OUT; i++)- Z1 E) O\" ^( \. Y
- for (j = 0; j < DATA; j++)$ n6 F4 f; P% J* B
- Lc[j] = (Lc[j] - MinOut + 1) / (MaxOut - MinOut + 1);: J/ h3 z f% K. |/ B4 e
- 9 J4 R$ y/ q: V6 U5 x* \$ q0 ?
-
- . K5 ]\" ^* S' T2 t 5 o& x; _5 {& u* ? W5 a
- }+ I' h: K- X7 N3 z( R
- void getActiveVal(int dataIndex)
- ' O5 _& _\" l! P. a8 }$ ]{) e {0 {% }1 v! V& x
- int i, j;
- . \# f6 D$ [& T2 i3 X8 s( b double sum;
- . Q( R. {7 v: |9 o for (i = 0; i < NEURON; i++)
- ' b4 ?# R$ s+ d8 v {
- 7 Q' }3 J8 ?& p& c3 b1 w& z sum = 0;1 p7 P; _: }, q1 ]' y, I\" O\" y\" k8 x; ]- j
- for (j = 0; j < IN; j++)/ N2 ~8 M/ [7 X\" G/ u5 u% [3 R; I8 W5 u
- sum += Wab[j] * La[dataIndex][j];
- & _7 {4 Z# f& Q9 w6 M, h @3 i# k3 ^1 R) p. b; x% i
- LbOut = Fx(sum);' O; C' E( i8 N
- 0 Z& d% n3 [9 G
- }
- # l3 C. j+ m5 S$ e1 j/ s1 u; x
- 2 E/ G( A( e7 Y9 J$ V for (i = 0; i < OUT; i++)
- 2 q) {0 j9 s4 l. b! n0 V; N, W' A- _ {
- \" R- L$ l; x X0 o+ l4 `9 h sum = 0;5 b# Y. q3 v' p, t
- for (j = 0; j < NEURON; j++)7 t& ] F/ y3 |* `' I& a
- sum += Wbc[j] * LbOut[j];/ p& ]\" M+ M\" D, H1 w
- / a4 R/ O! c6 C
- LcOut = Fx(sum);8 ]+ B! F% a3 R7 J- `
- }4 o+ n8 A: Y6 J2 T
- }
- 7 s/ d1 N' v7 Y3 G# P+ ^5 hvoid backUp(int dataIndex)
- # W5 [* X2 i' o# w- k{( A$ i1 z& |' ]5 E
- int i, j;8 I- ]; x8 W# p\" W' g. k
- double sum = 0;\" X. p& Y! |# g7 _$ F U9 w
- //Lc层单元的一般化误差
- r. L: t: W; ~\" j6 _$ q) i for (i = 0; i < OUT; i++)
- 0 c0 C, j( u( k1 X) o Dc = LcOut * (1 - LcOut)*(Lc[dataIndex] - LcOut);
- * B& W( j2 p( N' V & ]1 _0 t. }2 A' U9 P
- //Lb层单元的一般化误差
- 2 V2 [1 r4 S4 s- C) O) Y k) w for (i = 0; i < NEURON; i++)
- & x/ L* f9 C% D4 E; H& d4 D {
- ; {, t: y3 @6 U6 { sum = 0;1 r: E7 ~3 @( v# i
- for (j = 0; j < OUT; j++)
- # { ~% Q# L' v/ {( \: H4 j3 { {2 f( a6 ^# J( D5 \: `' U2 P. p2 L3 g' ~/ `
- sum += Wbc[j] * Dc[j];+ O* w, G* E( B* t2 h) z0 S5 A
- }# E i I8 p7 X7 c1 F1 u
- Db = LbOut * (1 - LbOut) * sum;( Y% R2 `) X# U( L! A
- }/ Y( o9 ?\" b$ W o: P1 G
-
- ) t2 p# W5 c& w$ o% n! N double beta1 = 0.08, beta2 = 0.1;
- $ Q! n+ q( u% G) l : G- k- I3 o. `4 Y4 @& ], a; J
- for (i = 0; i < OUT; i++) K( `# h9 s& E! L$ O: i9 b
- for (j = 0; j < NEURON; j++)
- 3 Z; t* J% u1 ~4 f Wbc[j] += beta1*LbOut[j] * Dc;
- . B4 x, q3 _. o; O # b7 v: u6 ?. [# H6 i( s5 Z
- for (i = 0; i < NEURON; i++)
- 1 A\" {1 F8 a3 N& ]! [4 C9 j for (j = 0; j < IN; j++)
- # Y/ q8 [. R& }4 F; u/ a* n/ I8 I Wab[j] += beta2*Db * La[dataIndex][j];
- 9 g' V, N% f9 ~$ ~1 K# M
- - Z5 L6 { U4 Q/ v
- 0 Y1 B$ K& m$ X2 H\" l! u ; E5 V+ R0 b- }3 A$ k
- }+ A1 g: P. h' G\" r6 [ E/ G
-
- 4 ]\" B8 Y$ F5 a8 adouble result(double d1, double d2)
- . H* I\" J% z3 U{
- ' F. v% S+ }# m! H& f2 { int i, j;
- , @; U* K8 M7 `* z double sum;
- - _- f\" b) Z1 Z4 O3 r d1 = (d1 - MinIn[0] + 1) / (MaxIn[0] - MinIn[0] + 1);;. g) W# n: l\" O4 ~! D
- d2 = (d2 - MinIn[1] + 1) / (MaxIn[1] - MinIn[1] + 1);/ r- q' |4 v4 g7 Q0 m+ p
-
- / P7 v0 W1 }- M+ t for (i = 0; i < NEURON; i++)4 W4 \( t/ `9 _
- {
- 6 g8 e& F1 v* ]7 _ sum = 0; . n4 o. K1 `, @+ o7 J
- sum = Wab[0] * d1 + Wab[1] * d2 ;4 j7 q: D# ~6 k
- LbOut= Fx(sum);
- ( R/ [ ~: ]8 d6 s1 k# P: S8 _ }
- 6 G5 r3 r7 _# s- P! m3 l ) K5 n4 B5 p, j5 m$ H' Q; ^\" W9 ^
- sum = 0;& y5 v$ ~- S% p\" z0 ]& q
- for (j = 0; j < NEURON; j++)
- 4 p$ Z3 @4 [5 a. A2 v4 d. ^ sum += Wbc[0][j] * LbOut[j];3 {+ C9 e$ [/ o2 j( X) g
- 9 Z\" a- n, ^- `
- LcOut[0] = Fx(sum);# l) j% q K8 t$ p\" q. e7 C
- 4 y' g' X0 h4 R9 R
- return LcOut[0] * (MaxOut[0] - MinOut[0] + 1) + MinOut[0] + 1;+ e! @! e4 E8 P6 M3 @5 n4 U5 z
-
- 5 B' v2 S( ^4 Z# o) _# j2 ~: j0 D
- : K2 G+ w0 p# p}* J+ _, T- H9 q0 f6 V8 K9 t
- void train()
- 7 P/ \$ p( L8 W( ]- t7 o{
- 1 V6 O. j2 |, E, ^7 K& E int i, j, no = 0;
- + w; j+ P7 i7 L double e = 0;5 H/ R\" u4 M1 |3 C9 G. H$ y Z, G0 i
- do{: f3 u& m) O5 V5 `: W
- e = 0;
- - z) R* i' K9 q% x' }/ k for (i = 0; i < DATA; i++)\" U6 B& q. M1 @4 N& j
- {
- ' g5 \& i\" N8 H, _& k getActiveVal(i);
- 8 ^% s' M7 Q! |+ k backUp(i);& O\" _' e6 T$ p, l2 G
- e += 0.5*pow((LcOut[0] - Lc[0]), 2);+ W' {# d, }: H\" q\" y2 R2 L
- }
- / g( k* n: S2 @( L# H G5 t
- & o1 M/ ^* j/ O cout << no << " " << e << endl;& D/ o0 W) V2 L
- no++;3 `/ N& \- j; S3 R9 `3 ~
- } while (no < 1000);6 i1 P9 @7 { K# ~* }
-
- % s2 C( Q0 {/ R0 l1 r
- , l4 r\" w6 p( d+ n* Q}
- : x5 E3 L5 C! t. F4 L 1 `6 Q7 f9 U, ^& N* k
- void main(int argc, char const *argv[]): C! g% r8 {) G0 _- a4 l$ t, [
- {
- / q& y1 x( E6 i6 V
- 2 U$ {. {# `1 {' h. u. ]5 I& x* M setSample();; B' p/ O7 [; J& [: R: d2 m1 d
- initNet();
- 4 L( _# p5 S5 I train();) H+ e9 y3 `& o
- double a, b;9 k( h0 y6 J4 a
- while (1)
- & ]$ h% c6 K- ~' X* q {
- + X# r5 @% h6 X3 I' s. X. z5 ? cout << "print two numbers" << endl;9 \0 E' h; E# Q( a) Y/ }
- cin >> a >> b;0 C) _4 g- }. I7 G5 i! D' \
- cout << "result:" << result(a, b) << endl;
- 9 L& w5 l, i: Y+ h }
- ; p, w' `& Y% X* W, L
- / L+ H% U$ u$ j. r, { 9 t* m& y+ D/ O. Y8 S
- }
1 R. |) a1 H$ ~
( @# }6 g3 r$ O
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