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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!
+ y. y0 n) [# h3 h$ t- V$ g7 qps:不要吐槽语言。我知道这是c c++杂交体。 - #include <stdio.h>
- 5 x0 V. l$ o- \; [3 T#include <time.h>
- $ o: U8 u7 \' x) q& e- ^1 K#include <math.h>
- - B3 i: |# F \#include <stdlib.h>
- % h: H+ w* w3 ^- i#include <iostream>) ]* L G\" X, |. z
- using namespace std;, _4 |$ k0 f! M
- #define DATA 800# E* D8 A\" `7 X
- #define IN 2* [1 \* E- j/ W4 ]0 ^- {
- #define OUT 1- H6 k9 w( s2 x. c5 _
- #define NEURON 45
- 3 _6 t/ d, ~) h7 l' @# z#define TRAINC 20000
- 7 ~) W) N0 h( O6 G0 S
- % y, |\" b: s: O' v9 p* F& J9 n3 G# Ddouble Fx(double x)$ X# J+ F+ Q9 Y+ ?4 `) a3 c; a
- {6 u\" c) `! K/ n\" V
- return 1 / (1 + exp(-1 * x));\" n- U9 A1 X8 a
- }0 e\" u6 D- B8 u& S
- //La输入层 Lb隐藏层 Lc输出层
- 2 o# M, N\" Z {2 G//样本输入
- ) I+ w; L! a5 `; v! y& J4 E9 N, ^double La[DATA][IN];) d6 O0 @% s7 d- G* ^
- //样本输出9 |9 J8 C: `( \9 o% _
- double Lc[DATA][OUT];6 Y/ }5 V7 [) m7 _
- //La->Lb权重
- 2 ?6 D |2 C& u4 i% I: Pdouble Wab[NEURON][IN];
- ) p* N2 W( a( u//Lb->Lc权重
- 1 E% U# N ?/ [, P: p8 Ldouble Wbc[OUT][NEURON];
- / Q( ?* G. Z) V, e& W//样本输入每个向量的最小值,最大值;输出...
- ( w4 n) V, D9 T* sdouble MaxIn[IN], MaxOut[OUT], MinIn[IN], MinOut[OUT];
- $ f+ G$ h9 l+ G( D ]: ?! [
- ) V4 L7 P/ [ Y//Lb层输出
- 9 A' y% O- a) kdouble LbOut[NEURON];$ N9 s |4 v$ n: |+ ?) u% _
- //Lc层输出
- * s% J6 M( _( c, Xdouble LcOut[OUT];) D4 r\" [' x% }
- \" L0 l' s8 b* U$ `/ U2 i5 O
- //Lc层单元的一般化误差
- 0 j( p, A. T7 R7 Y\" u6 M& Mdouble Dc[OUT];
- 1 y& o( P) l9 K. s//Lb层单元的一般化误差 X/ Q* t+ S, u% R
- double Db[NEURON];$ Q1 j5 }' T% t! b0 l. m
-
- 7 u7 L8 F$ [4 B7 R. F1 S j6 g0 A//设置样本数据) B, x; K/ v; ^7 I& v
- void setSample()3 w2 s6 K# ^8 ~0 f, N q
- {
- 0 R: T& W- O; q0 n: A# B srand((unsigned)time(NULL));
- : K0 i1 z, A8 Y% [/ a6 G( a int i, j;3 A, u1 t0 R0 f+ E* O\" C4 Y
- for (i = 0; i < DATA; i++)
- ' S6 Z% v2 u' T {
- - r) Y7 o. P; V; G4 b, |) ?# t/ R5 H for (j = 0; j < IN; j++)
- ! o; j$ s! c9 K9 {% V( G5 M {' C; l+ [* J9 i% j
- La[j] = rand() % 1000 / 10.0;) Q( [5 l; [0 V3 A6 E2 Y% n0 Z0 l( ]/ d
- }
- : B/ X9 l( `* p& @9 D) U5 r
- ( A2 ^/ R+ o/ q3 W for (j = 0; j < OUT; j++)! V8 Q\" f1 d6 `\" F' @$ m: F\" A
- Lc[j] = La[0] + La[1];
- # l) \1 r2 M- v\" n! s, x( ? }$ |, M9 q; Q% a3 N3 t7 s
- }/ z, m. Y# Z* u+ S) k9 U3 F0 Z
- //初始化BP网络:权重,阈值(隐含节点+输出节点)% }& q5 d# c1 F- F0 H
- void initNet()
- / k( Z0 |! u9 b5 a6 F# B{5 S3 t3 n) x* _
- srand((unsigned)time(NULL));
- $ `: N8 P0 M7 O8 X\" P //两部分的权值设置随机值【-1,1】& V5 ]) N# S$ R8 i; T
- int i, j;
- $ g& ]. D! ] Z- p/ d8 L. ?8 T for (i = 0; i < NEURON; i++)
- : J% }; n: j! [5 ?: S5 A for (j = 0; j < IN; j++)
- : L5 u6 B' @) p( O9 E5 f T( W' i {- t( s: O2 c4 _5 o\" [& r
- Wab[j] = rand()*2.0 / RAND_MAX - 1 ;
- , j# N' T: G, g! H: O: ?% L Wab[j] /= 20;
- & ?- \5 Z2 [+ q% ^5 ]! A, Y6 d }: X, o. }8 \; W2 F7 o+ m* R/ U5 N
-
- 8 \/ M1 @4 g2 [5 U! o\" k4 s. u for (i = 0; i < OUT; i++) V3 O$ k! j% p6 o
- for (j = 0; j < NEURON; j++): o$ r: ?# L# Y0 E; }) j% x+ v1 H
- {
- 1 Z A7 t6 O# I8 R\" \- N% v5 a5 J2 W Wbc[j] = rand()*2.0 / RAND_MAX - 1;8 B% o. V3 w+ Q: p
- Wbc[j] /= 20;
- + X6 Q, D& p% D }
- ) k, Q7 ~2 Q9 C0 M* ~
- - q. M& B# c- H //找出每个向量最小最大值,并进行归一化
- + F% ?. I0 w* p+ j- L0 p, y for (i = 0; i < IN; i++)
- ' R* [) D4 A8 C9 M6 `$ S' M {* y: V5 Q# w$ q9 t6 U
-
- . o* m5 Z& ^! D# u- y MinIn = MaxIn = La[0];. u8 B! E, |6 \* N$ u
- for (j = 0; j < DATA; j++)0 d( d; N6 M% z- w\" m$ l- l# m. t; C
- {
- ! P7 J! X! N0 t3 H if (MinIn > La[j])1 c& K: j. v U4 B\" m. a# \
- MinIn = La[j];- q% R% P, \6 D( f7 f- O
- if (MaxIn < La[j]) @) b# `+ K, f0 P& w0 D2 A/ Y
- MaxIn = La[j];
- . E, X\" h* ?2 Y\" K8 J }# l8 z, d/ o6 r\" d( z w
-
- . h$ t# n& d- s. B+ ?# q% r! ?8 i. o; P , d* t$ V\" {3 Q3 M2 _# j4 K
- }
- / h' f; Z5 c: z1 l3 V
- % o5 B/ \5 o5 P! V/ } for (i = 0; i < OUT; i++)& ]! ~. P1 n1 w' I. ~; e\" b
- {1 V: o o0 [. M5 m0 y2 E; P
-
- \" E- e3 b, x3 R8 H\" v MinOut = MaxOut = Lc[0];
- 5 X% N2 k# ~+ K* V4 o for (j = 0; j < DATA; j++)
- q( D- d\" m6 W0 X {/ N s; x: y# o! O1 T
- if (MinOut > Lc[j])- u; V, j; R1 N- P6 N2 A
- MinOut = Lc[j];( S& ^ a+ P: W3 o
- if (MaxOut < Lc[j])1 R& [: ~5 p: ~3 F' @5 O* D/ ^
- MaxOut = Lc[j];
- 6 f6 d+ f# r, j6 W/ ~ }
- ! S% C$ {/ |0 V7 d ! `& D/ V( p# q, {$ j) |4 _
- }2 ^2 T3 d3 P0 N- x5 E
-
- + P% f; R8 C$ W$ K7 ^; j3 ` //归一化3 u9 w! o; }7 m( n
- for (i = 0; i < IN; i++). {, ?/ e( \$ w1 ~& J7 }
- for (j = 0; j < DATA; j++)2 a9 \0 a7 |# V0 r' P; k
- La[j] = (La[j] - MinIn + 1) / (MaxIn - MinIn + 1);. F! C; |- Z( P1 K1 D4 M
-
- 1 z2 ` r$ U, u7 Z
- - _2 G# J: G/ C for (i = 0; i < OUT; i++)& u/ _- N1 ~$ T' ~% ?* _4 E
- for (j = 0; j < DATA; j++)
- # f/ F$ N; X/ I& ?* t, f8 ^# a# i Lc[j] = (Lc[j] - MinOut + 1) / (MaxOut - MinOut + 1);
- : J% M- x. y; i1 @, s. _1 | 3 @7 R+ X5 c4 o# ]0 r1 l
-
- # G) T0 ~' I/ B! ^+ Q
- 9 Q$ I: V\" U\" [4 z}/ Q* z# R9 @: F
- void getActiveVal(int dataIndex)! ^9 `; o! O' O
- {; x% O% w& b. h$ g
- int i, j;4 {! K- |* a, M& R
- double sum;% z* D2 z0 q\" T\" \0 \
- for (i = 0; i < NEURON; i++)9 h( h9 {, ]- [7 \
- {- b! f; ?7 T) H\" J9 |) B( F
- sum = 0;
- 3 e5 H: U/ u6 W8 O; c( ^ for (j = 0; j < IN; j++)
- & h z- D, @# R* h4 W% F sum += Wab[j] * La[dataIndex][j];
- - \3 I! K3 ^. {7 p0 z + h) u9 e4 Q' k$ f8 }7 G- F
- LbOut = Fx(sum);! ~) D* K! }& V4 u) y
- 4 f# \! M' w+ H
- }4 ?/ j( P- `1 b0 t6 M
-
- + u# M6 {4 m1 w5 s: S for (i = 0; i < OUT; i++)# |\" G' n* O0 a5 i2 @: _
- {: I- G6 Q5 A7 U\" p p1 |
- sum = 0;
- 2 t, w3 l+ \ u S\" [ for (j = 0; j < NEURON; j++)
- - U7 F\" _\" E\" d9 p. N' U( B sum += Wbc[j] * LbOut[j];! r. a! I# A3 J7 e\" ], i: |
- \" ?6 z) h5 R h/ g. Z. `$ w1 P
- LcOut = Fx(sum);
- ! B/ R& \) W! `1 J\" L* o }
- - y# _. D0 g% D}. y* }2 l2 R8 r: y7 e
- void backUp(int dataIndex) E- k5 j/ \$ `% `- k
- {
- - v( z5 B8 y6 q' z int i, j;! N: O. l& S6 n* U7 A
- double sum = 0;$ u2 } ~$ [/ I( Q, [
- //Lc层单元的一般化误差- b- r/ q( `6 A2 i% f
- for (i = 0; i < OUT; i++)
- ) Y1 d) {5 ?0 [' T: L+ M, u Dc = LcOut * (1 - LcOut)*(Lc[dataIndex] - LcOut);% D- d5 ~$ T3 R ~3 L* H
- 4 Y h% P0 W. [/ j# m
- //Lb层单元的一般化误差
- \* x1 ~. S5 R for (i = 0; i < NEURON; i++)1 N3 N3 D0 E ?6 V: q
- {
- / v# e; o+ p5 { sum = 0;
- 0 p% M/ Q- H- K8 o for (j = 0; j < OUT; j++)\" k1 P! Z2 p8 K, v/ V/ ~. _: l
- {
- 8 X/ L\" z1 |( k: i4 I/ a8 @ sum += Wbc[j] * Dc[j];
- A1 a6 |# X' a v) N' R6 p8 s$ a }
- 5 g0 Y8 I k\" P\" ~$ j: A Db = LbOut * (1 - LbOut) * sum;
- 7 u2 H* C( \ R* I }) O* G- C( H# G( H
- 2 `/ E7 [\" x4 E$ I
- double beta1 = 0.08, beta2 = 0.1;9 \: t2 o+ P( h: @
- & a0 ?/ V' \8 N j' N3 u/ B
- for (i = 0; i < OUT; i++)
- h* L& `3 V4 D( ^ for (j = 0; j < NEURON; j++)
- 1 B e3 e- F$ } [& | Wbc[j] += beta1*LbOut[j] * Dc;& b' t% U7 x8 E
-
- ; r4 [1 k1 F1 U, @8 R% N- Z3 y: ] for (i = 0; i < NEURON; i++)
- , c& @2 u9 ~, e for (j = 0; j < IN; j++)
- ! @* L4 B1 g\" S: p6 l3 F Wab[j] += beta2*Db * La[dataIndex][j];( W8 A1 D& o0 |% L3 y; o
-
- ! c# @+ L2 ?4 o% C$ p + w5 n& \' v, a1 Q# o5 w
-
- 1 C4 Q0 ]* O i! m6 O+ K}: S. W+ p' a, o
-
- k, K7 n7 T, }4 Sdouble result(double d1, double d2)
- / C2 n; E& G1 W{9 c% Y4 N6 F) |0 \\" d\" ]/ ^
- int i, j;
- * `- ^0 v. `) ~4 d% v ^+ ~ double sum;6 R2 O& y, d7 o4 k7 S! t* v/ A0 z
- d1 = (d1 - MinIn[0] + 1) / (MaxIn[0] - MinIn[0] + 1);;
- \" y- i: `7 l6 H, k8 L, P d2 = (d2 - MinIn[1] + 1) / (MaxIn[1] - MinIn[1] + 1);. ]* N% U: W* W/ G% ?) w
-
- 3 ]6 V$ L/ C( I$ P6 O for (i = 0; i < NEURON; i++)! U2 M8 n0 |' q& W' J/ o: i
- {9 r9 I# n7 o+ X U: x
- sum = 0; ! k6 o8 L: ?4 S
- sum = Wab[0] * d1 + Wab[1] * d2 ;
- $ @2 W1 [, ?/ u) y; |6 T5 ^# D LbOut= Fx(sum);
- 7 I( ]* h. p7 X9 f3 F2 W# p! G }
- ( X0 o5 ^: y9 Q' h! H 2 `) n\" R2 o& p9 G
- sum = 0;
- 2 K6 @$ w$ l, c/ q8 u2 v2 D for (j = 0; j < NEURON; j++)
- 1 V) N\" B! c* W3 R, f8 ] sum += Wbc[0][j] * LbOut[j];% Z% O% Z/ ?1 Q) k\" v
-
- # p0 J. J; `9 K- s! k LcOut[0] = Fx(sum); g* ?0 e) p7 f! |) B) p; i
-
- : m\" J: Q! x r0 e0 E n# ]6 N return LcOut[0] * (MaxOut[0] - MinOut[0] + 1) + MinOut[0] + 1;
- ) f( k. P `/ h3 h. ]
- ) N; S\" p7 S- D / E& E# o0 n! A* e/ l/ q4 m
- }- r4 d\" P. r; q0 d [
- void train(), y2 h* ` s* v5 S% w0 [/ D
- {
- 5 b3 E# S4 V) r4 Q4 Q int i, j, no = 0;9 N7 o4 M. r8 }, t% h6 O
- double e = 0;1 J: b s2 n9 O' k\" a( Y! G+ Q
- do{7 z$ _. {4 C7 }) B9 L) X. [
- e = 0;
- 1 m: a x: Z0 G3 k5 j& }$ o! Y for (i = 0; i < DATA; i++)
- A u7 \ B. p {
- \" {\" w4 @% Q1 l @5 p getActiveVal(i);
- . ^8 B% V1 c: }& C8 q5 a e* `/ I( P/ b backUp(i);
- 6 \1 Y- [ q2 i4 c& t4 l e += 0.5*pow((LcOut[0] - Lc[0]), 2);3 M% z8 R7 b9 L3 I
- }
- : {2 g2 k: l# R3 t! z$ X, I; k
- 7 k+ X% v, Y- k: p! k cout << no << " " << e << endl;5 S# i0 E0 H* f4 x, o
- no++; c4 N) o0 D# S4 ? A/ ?/ O+ {3 J9 v! C
- } while (no < 1000);
- 0 P' M L2 a, s / s f( Q! F% ?5 S5 c3 Y6 B\" Y0 ^
-
- 3 ~( {- ]$ q1 U: r\" v}
- 8 ?% k9 H+ W/ y 2 B& M+ k' E: r& {- F S
- void main(int argc, char const *argv[])* A\" t& Q0 g4 F; _
- {
- 2 o5 J9 \3 P\" g4 g6 h \" F( }$ t4 y: R% M* E
- setSample();
- ) Q% C% z0 ? P9 ~7 \- b( i initNet();
- 0 A\" k$ N% F! }/ k\" x; t* b% [1 ? train();
- * P! w1 q2 @\" B0 \! A5 \ double a, b;1 \+ c; p, S& t
- while (1)
- $ o1 b4 j- j E; W, Y' R1 Y/ Q; n {
- 8 H' p( K# n+ {# f cout << "print two numbers" << endl;; Z7 N3 @4 s5 d' I
- cin >> a >> b;\" `& F9 t8 e/ D% ^ R s$ b
- cout << "result:" << result(a, b) << endl;
- 2 k8 @6 J! S\" X3 d } r\" g\" ~' g* U' w. h o
- 4 K# q/ b9 ? s8 q5 B* D
- 8 u+ {9 k7 \. |/ F7 a3 T
- }
! N! |% U0 H4 g8 \! q. I% w* J! o \# K- w
|
zan
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