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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!
6 w }% F* q1 |+ t8 C4 i) w; m( qps:不要吐槽语言。我知道这是c c++杂交体。- #include <stdio.h>3 i \- G/ c# p( @4 y
- #include <time.h>& q4 m\" b4 |- n' M
- #include <math.h>8 K0 O1 y0 {) `. Z
- #include <stdlib.h>, M5 q0 ?) ^% h( m: D
- #include <iostream>0 Z, r! I) \, _ ^1 G }$ f
- using namespace std;
- ! S S9 b8 W\" {+ {#define DATA 800
- $ F0 \/ g& Q# I: k#define IN 2! a1 h) Q9 v; v. c3 X# w5 h
- #define OUT 1- B8 R/ f* a: N- a
- #define NEURON 45: O* T8 M. c7 ?9 f$ o0 U( I\" H5 W
- #define TRAINC 20000
- ) P+ Z3 b4 t$ |. t5 B& n1 D ; l s O+ B2 c: r
- double Fx(double x)
- $ d) o9 D' O; }{
- 3 b* {* U O ~5 ^ return 1 / (1 + exp(-1 * x));
- . O/ g0 |. R\" M}
- , Q5 ~) @8 m) M5 V//La输入层 Lb隐藏层 Lc输出层
- : D. @5 P/ i9 B% n) {2 R//样本输入
- 5 ~0 A* w5 F0 e3 tdouble La[DATA][IN];3 a! s4 ?$ U: |( y. P, I2 p
- //样本输出\" @$ }! v. c1 K# g
- double Lc[DATA][OUT];
- 9 x2 T- N+ B% e% ]//La->Lb权重2 R, b; C3 w! D- q; S
- double Wab[NEURON][IN];
- R2 T) f$ R7 S/ h//Lb->Lc权重
- 1 W$ e) v\" H4 j1 t4 j* ]% Pdouble Wbc[OUT][NEURON];
- * L/ g. E2 P) D X o+ \6 S//样本输入每个向量的最小值,最大值;输出...
- 8 k+ v1 k8 i4 J' r; K; ]( ~double MaxIn[IN], MaxOut[OUT], MinIn[IN], MinOut[OUT];
- / F& D% u- u- m g4 d- } _. f+ [, y, ~
- //Lb层输出& Q/ r1 A6 p9 P, {. ^9 o\" M4 a: }
- double LbOut[NEURON];' w, s9 K8 a. A2 Z6 [
- //Lc层输出8 I% u5 C6 K+ @3 G1 ]
- double LcOut[OUT];' \. c; |! @) T. e\" a$ X
- 5 g2 v# D\" o' A' g\" R2 O) ]
- //Lc层单元的一般化误差
- / A& v! z7 g. ?# \2 d: ^double Dc[OUT];7 e x! I( m$ Z5 Q' g. `$ m) a& b9 P
- //Lb层单元的一般化误差0 J ]. A4 o$ M5 L1 H; G
- double Db[NEURON];
- * v' W- U0 J+ ]7 Z! p! q; ]\" W
- . S$ Z! \( P\" Y: Y//设置样本数据: P* I$ E( Z& ~! K9 X2 e
- void setSample(). w9 o1 w/ ^# j( P$ E
- {
- % Q2 l\" P9 u. y; y srand((unsigned)time(NULL));% g1 e; ]. X, }- s
- int i, j;* ], W' M7 W# M, ?. j) p; T
- for (i = 0; i < DATA; i++)\" D9 O0 _# H7 H# W7 F2 A0 Q! }
- {
- ) x2 X- N: o) w. |6 c. p for (j = 0; j < IN; j++)' Y$ R0 b5 N8 P/ P3 u1 I
- {
- / Z8 R% U# _7 | Q( ]5 g La[j] = rand() % 1000 / 10.0;
- 9 `2 g n- Q$ e1 r5 r4 Y6 ~ }
- ! z; Z% _# Y, ]9 a0 ~+ e' j
- 4 J% g- Y+ e/ d* P( F* g for (j = 0; j < OUT; j++)
- ; @+ q; \. D6 i9 a\" I Lc[j] = La[0] + La[1];$ X\" q4 o. h6 x& p- U, g
- }# @0 g0 D6 T* a# R% Z0 Y1 C
- }& r I4 w9 l# g/ f
- //初始化BP网络:权重,阈值(隐含节点+输出节点)
- , @+ M. E- @- f: |3 k3 ^$ rvoid initNet()6 r! W3 D8 w9 j% ~3 J) }- H
- {/ m# c1 F- N$ E\" C3 Q/ e
- srand((unsigned)time(NULL));2 k% w+ z2 V8 {8 d
- //两部分的权值设置随机值【-1,1】
- 5 b\" P. L; j0 i int i, j;
- : |2 a5 i, ?9 S0 r- s. c: v7 @ for (i = 0; i < NEURON; i++)$ l. i& |& X) K4 w1 L0 f- f
- for (j = 0; j < IN; j++)
- . Q: l4 O3 s, ~+ [- l2 G5 V {
- 8 ?! j5 Z* z* c; J$ `0 `' y Wab[j] = rand()*2.0 / RAND_MAX - 1 ;
- / e7 K, p5 p1 t7 F\" h0 `. p& X Wab[j] /= 20;
- \" v& R- S9 ` v) x9 U }
- % v- u8 }% s# u& Y, v) a8 w2 W$ f; m y
- - j w9 J3 w5 L; Q\" c- w) z5 C for (i = 0; i < OUT; i++)
- 1 w, X7 `' b6 j: X% L4 n b$ W for (j = 0; j < NEURON; j++)5 f% V1 w, Z: ~' M4 Y
- {
- 4 d0 C! s: K; N5 Z$ z; y) o- u Wbc[j] = rand()*2.0 / RAND_MAX - 1;/ S, s2 r% d9 ]* B
- Wbc[j] /= 20;
- g: k1 \3 s0 R7 D }
- ' k! E* l* ?8 [\" g, E6 ` ' _ {: T1 [9 l+ p' c
- //找出每个向量最小最大值,并进行归一化
- g0 d* B\" k, j5 p; | for (i = 0; i < IN; i++)8 K\" i8 k) i* v( I0 K( R- b
- {9 k2 N4 A3 p9 B- p# j4 y
-
- 7 Q/ a; |# _) }/ u5 y/ c! q MinIn = MaxIn = La[0];) f7 s8 ~! Q- Q
- for (j = 0; j < DATA; j++)! H4 j\" j3 C2 Z' s0 s# X& z9 _
- {
- \" k! u( S' d* v% _) { if (MinIn > La[j])
- ; M p6 K5 v\" q* {\" R& [! ? MinIn = La[j];
- * K) b2 p% l: j if (MaxIn < La[j]), E9 m0 d. D+ D) n* o5 p
- MaxIn = La[j];
- \" M% \; f\" l* b# \2 m7 U }
- ' E\" r# p$ u3 m1 q; r8 }+ x\" e ( z! d. ~3 h, G- O. [ F
- ! F$ T( {3 q0 ]4 }4 Q
- }8 L3 d) N6 K( N6 M
-
- 2 n3 S/ N5 }& Q Q( L: r for (i = 0; i < OUT; i++), P# }1 L9 x8 W& Q
- {1 d/ `6 w* }: J/ e
- 0 ]2 Y& b* y3 H. q2 F/ |% Y* K+ n3 O5 p: W
- MinOut = MaxOut = Lc[0];
- \" u4 h6 Q2 t$ {7 u& |( R for (j = 0; j < DATA; j++)8 T5 U, u5 u( Y
- {0 q) a8 s+ O0 G0 v2 [, z/ x
- if (MinOut > Lc[j])
- 3 }) `3 ?8 `; T0 @7 J MinOut = Lc[j];8 s6 l/ s q- o) y3 y2 i2 ~
- if (MaxOut < Lc[j])
- 5 X& D& V. c5 _5 m MaxOut = Lc[j];
- 6 m3 ?: e, b* R4 R }
- ' A/ j: e\" e; [% G+ ]$ M6 v# h\" L
- / ~. `1 @* ` J/ R( o0 ^ }
- & _& V2 M3 y7 r$ C\" K; @ 0 k; c5 { k\" S\" g
- //归一化 {( `: m* y1 ]\" u
- for (i = 0; i < IN; i++)
- 0 N$ p$ l+ [$ O- p( _- \ for (j = 0; j < DATA; j++). V; M# R7 x0 |
- La[j] = (La[j] - MinIn + 1) / (MaxIn - MinIn + 1);
- 4 I* S2 u/ K( ~7 j6 j! F: y- N 5 |3 G; {4 p) _
-
- ! v8 z\" X! f- K\" C' J for (i = 0; i < OUT; i++)4 o0 P0 {\" ^/ @+ E4 p% X/ r
- for (j = 0; j < DATA; j++)
- 0 q. D9 X; y1 ^7 ] Lc[j] = (Lc[j] - MinOut + 1) / (MaxOut - MinOut + 1);; K$ n% X) Y6 [
-
- ) K: z6 O( L0 V2 `, X
- , m1 S: u. `/ B& q# R
- ( `% B D5 O# d) W3 D# v' e- Q} z! e, i3 V( o$ s6 {5 @
- void getActiveVal(int dataIndex)
- ( G5 K# P$ d+ C: _{
- H5 w\" L2 V& X. A! B5 c int i, j;
- % X1 @+ P! j. W. ?: m$ Y double sum; A) {. r1 K+ N$ l$ ?- N, j1 k& h
- for (i = 0; i < NEURON; i++)
- 7 V- y3 k0 [' N* w\" s# |1 M' Z/ S' U {0 L; C3 B1 Q- L8 w6 ]! n; {: z. c
- sum = 0;
- : Z\" d- [' e( [3 I( t for (j = 0; j < IN; j++)
- : o# n\" S' `/ x$ j4 S, ? sum += Wab[j] * La[dataIndex][j];
- ) w% v+ G. J1 S4 b. @. K V 9 U, }5 C0 ]$ V, C2 E9 P& h3 v& |
- LbOut = Fx(sum);
- ^- h3 r. y# o3 N! U ' j5 Q3 A, J. F. c) F- T
- }
- 8 ^9 x2 G! g& L) x4 u. U\" W3 X 8 O& P- _( s- I: X) L0 _7 s
- for (i = 0; i < OUT; i++)- q( R1 J* v% K
- {
- # U; U* k( j- d2 u6 S* A sum = 0;
- / L0 n4 L0 _7 A) H V for (j = 0; j < NEURON; j++)8 c+ ^! r! D3 J' w
- sum += Wbc[j] * LbOut[j];. E/ Q% u3 p9 l6 y6 f) K
- 5 Z, H2 j) W3 c( m$ H
- LcOut = Fx(sum);( X/ z6 v0 k6 T
- }
- 4 ]1 O. k! Q) G$ J7 y4 d}, ~! g% `* w' U8 R+ P
- void backUp(int dataIndex)6 `) g/ O+ V( r# O8 `- D. k( f
- {
- $ l3 M) o# _, @0 V* Z int i, j;
- ! V( l0 d$ D$ [( S3 ? double sum = 0;5 n0 [6 U1 a+ G* }2 ~
- //Lc层单元的一般化误差
- 8 _\" Z: a7 I) q. S2 f7 [) s for (i = 0; i < OUT; i++)! L6 l4 L1 o1 j
- Dc = LcOut * (1 - LcOut)*(Lc[dataIndex] - LcOut);
- ( }3 M6 X( @: _6 x3 q \" y0 B6 N! V2 k: i* \ O9 t [
- //Lb层单元的一般化误差
- 5 v4 c7 i) T- ^1 T# r for (i = 0; i < NEURON; i++)
- 4 @. e. D+ n2 i! r8 E. Y/ D1 g {
- 9 r: B% r; _& [5 M7 T% Y- W, a O; H( H sum = 0;
- 0 `! [7 E1 w5 X! W4 m for (j = 0; j < OUT; j++)& W Q5 ?( M) @, p
- {
- 2 s7 ^3 z; ?' a8 @. ?, k sum += Wbc[j] * Dc[j];
- . r, G0 } ?\" R9 y( g: `! H }
- \" o/ Y) Y; E: @3 } Db = LbOut * (1 - LbOut) * sum;, J: g& x% A) g1 V# v) Z3 O) t
- }
- - i: _8 v2 b# n7 p8 \( T' O9 N& |
- \" ]! L* k\" q) B, K double beta1 = 0.08, beta2 = 0.1;1 m, w. T! q! y6 |* _
-
- + e4 G# l/ _! `( X8 a' f for (i = 0; i < OUT; i++)
- # S7 w! ~1 f! H) g5 ^- A+ C; T for (j = 0; j < NEURON; j++)+ l ?7 m; w, Z0 x. P& f+ o! b
- Wbc[j] += beta1*LbOut[j] * Dc;; B( e+ B, u\" s$ Z: j\" \& z
-
- 6 \# ^( z( v+ d/ k$ ] for (i = 0; i < NEURON; i++)! N6 g& d) P1 \. I/ p
- for (j = 0; j < IN; j++)5 K\" H$ l* w, h: d\" o
- Wab[j] += beta2*Db * La[dataIndex][j];
- 9 @6 w' G$ ~( |2 p6 T. x
- 4 j# H\" B2 `5 `& ?% r2 |; p, i
- 9 [6 D. O9 t4 L7 m4 y7 i ) b3 u; c7 ]/ o- Z
- }
- ) Z; f6 E* P, ]6 o1 L 7 X/ m; M: I2 }0 N
- double result(double d1, double d2)
- 8 N5 N7 ?; h. u Q\" t1 n{4 ~' R* S\" r k- ~9 c6 V! F1 N3 o
- int i, j;- P\" o' D1 C/ d# O' g% u* K
- double sum;\" l5 p; l0 W5 x! O
- d1 = (d1 - MinIn[0] + 1) / (MaxIn[0] - MinIn[0] + 1);;# |+ L9 `! P) K
- d2 = (d2 - MinIn[1] + 1) / (MaxIn[1] - MinIn[1] + 1);
- . Z7 ?+ e( @4 k' q, O / J0 X1 V( l: y! I1 \
- for (i = 0; i < NEURON; i++)$ J1 }9 r( a2 H
- {
- / Y! r% n\" I& ~7 _ [5 Q* q sum = 0;
- \" G5 n\" ^6 B/ |; `0 J1 B3 [ sum = Wab[0] * d1 + Wab[1] * d2 ;/ ]6 _6 g\" V- ? i1 `- Z- Z
- LbOut= Fx(sum);. i- g( S; M% x\" Y. S) |0 B/ a4 T) k
- }
- , ^0 J) B+ H7 q# [8 K u( c2 {7 u e( O) ]
- sum = 0;
- 4 o) a1 U8 }\" i0 h' U+ M% I! l for (j = 0; j < NEURON; j++)
- ) T3 C' _* M, R\" A sum += Wbc[0][j] * LbOut[j];1 w( k% b1 q4 W6 E+ J
- z\" q5 D% `) ? o
- LcOut[0] = Fx(sum);8 Y8 X! O) Z# T. c) Y; g
-
- ! g5 E% g( c e2 T& h g2 P return LcOut[0] * (MaxOut[0] - MinOut[0] + 1) + MinOut[0] + 1;
- . @( C; ^5 T; R. Y/ Q
- / p5 N2 a# B! a+ s4 c) s9 t 4 X7 F) ?& x5 g$ t( t; x
- }- M8 [: {. {/ X
- void train()/ ?+ T: k# b' l
- {6 Q$ }/ N, q- R- Z( F% A- P7 [
- int i, j, no = 0;
- & {1 e6 c6 ?8 j, z; @ double e = 0;
- 0 u0 M9 t: D1 i- @' d2 Q+ y2 J4 q, G! R do{+ ~' N l1 [0 ~9 m) E$ f5 E& U1 l
- e = 0;
- # v, Z- E4 g1 p+ E! } P for (i = 0; i < DATA; i++)
- ; t; ^) ]3 j9 l' x {# J9 D/ B6 x- [' S4 \/ [7 K& M
- getActiveVal(i);
- 8 m; {2 o6 v! K N backUp(i);
- 7 Q8 T/ G+ W( \9 d- v0 @+ I e += 0.5*pow((LcOut[0] - Lc[0]), 2);1 i& e; B& [4 ^/ Y! I, L- }3 C9 M/ b
- }3 e+ F* ^& e7 o/ G
-
- % r\" J0 t; @7 E+ o cout << no << " " << e << endl;\" u- T4 V( g- E- m g3 u
- no++;
- ) F& b: `, E( }2 u# U } while (no < 1000);
- # k& p5 `8 z! z( k8 l0 y9 h) Z, b
- 8 Z5 |. S8 {8 E: _
- 0 N# j4 J s! n7 ] _}# I+ j. k# Q1 V\" r% ~% h6 ~
- * K# u3 _5 X5 l9 E3 ~
- void main(int argc, char const *argv[])
- , {! W! j7 Z: _/ b' P) k{* h, d E$ T: {( }* S4 q' E
- p. t: d$ i: p( a7 L; k
- setSample();$ a6 X# ~8 M\" L. `1 g
- initNet();, f$ A% X: H& a8 F% T' l! p6 W
- train();; `( y1 V2 P2 u6 Z
- double a, b;9 ^6 |/ ?2 s/ w j1 j* b\" \
- while (1)) J+ Z+ ` Y+ T
- {
- ' ^3 _1 O% D t2 u; n cout << "print two numbers" << endl;4 K/ c. [7 b$ Z s, O
- cin >> a >> b;
- 1 s- y4 z4 H) [/ A cout << "result:" << result(a, b) << endl;
- ! G$ m/ i% W+ h }
- 7 E+ R7 E ^% D4 {
- ; ` r) `4 @\" c; R4 t3 a $ D! `9 W5 h$ S4 H2 |
- }
% ]+ f4 e4 l3 e4 g d1 y% }5 G' A+ I
% i% k. Z2 {# o/ K7 a |
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