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Objective-C 实现反向传播神经网络算法
以下是用 Objective-C 实现反向传播神经网络的示例,展示了如何构建一个简单的前馈神经网络,包含输入层、隐藏层和输出层,并实现反向传播算法进行训练。
代码示例
@ interface@end
@ implementation
// 神经网络的基本结构// 输入层、隐藏层和输出层的神经元数量可以根据需求调整
// 输入层和隐藏层的神经元数量int inputLayerNeurons = 4;int hiddenLayerNeurons = 6;
// 输出层的神经元数量int outputLayerNeurons = 1;
// 学习率float learningRate = 0.01;
// 随机数生成函数#define randomFloat(min, max) (min + (max - min) * random() / (double)MAXFLOAT)
// 前馈传播void forwardPropagation() {// 输入到隐藏层for (int i = 0; i < hiddenLayerNeurons; i++) {hiddenLayer[i] = randomFloat(-1.0, 1.0) * inputLayer[0];}
// 隐藏层到输出层for (int i = 0; i < outputLayerNeurons; i++) { outputLayer[i] = randomFloat(-1.0, 1.0) * hiddenLayer[0];} }
// 反向传播void backwardPropagation() {// 从输出层反向计算误差float delta = 0;
// 计算输出层的误差for (int i = 0; i < outputLayerNeurons; i++) { delta = abs(outputLayer[i] - (randomFloat(0.0, 1.0) * hiddenLayer[0]));}// 反向传播到隐藏层for (int i = 0; i < hiddenLayerNeurons; i++) { hiddenLayerDelta[i] = delta / outputLayerNeurons;}// 更新隐藏层的权重for (int i = 0; i < hiddenLayerNeurons; i++) { for (int j = 0; j < inputLayerNeurons; j++) { hiddenLayerWeight[i][j] -= learningRate * inputLayer[j] * hiddenLayerDelta[i]; } // 为了防止权重过小,可以添加最小值 if (hiddenLayerWeight[i][0] < -1.0) { hiddenLayerWeight[i][0] = -1.0; }}// 更新输入层的权重for (int i = 0; i < inputLayerNeurons; i++) { for (int j = 0; j < hiddenLayerNeurons; j++) { hiddenLayerWeight[j][i] -= learningRate * hiddenLayer[j] * hiddenLayerDelta[j]; } // 添加最小值 if (hiddenLayerWeight[0][i] < -1.0) { hiddenLayerWeight[0][i] = -1.0; }} }
// 训练循环void train() {// 前馈传播forwardPropagation();
// 反向传播backwardPropagation();// 输出结果for (int i = 0; i < outputLayerNeurons; i++) { printf("输出: %.2f\n", outputLayer[i]);} }
// 初始化网络void initializeNetwork() {// 隐藏层for (int i = 0; i < hiddenLayerNeurons; i++) {hiddenLayer[i] = 0;}
// 输入层for (int i = 0; i < inputLayerNeurons; i++) { inputLayer[i] = 0;}// 输出层for (int i = 0; i < outputLayerNeurons; i++) { outputLayer[i] = 0;}// 权重初始化for (int i = 0; i < hiddenLayerNeurons; i++) { for (int j = 0; j < inputLayerNeurons; j++) { hiddenLayerWeight[i][j] = randomFloat(-1.0, 1.0) * 0.1; }}for (int i = 0; i < hiddenLayerNeurons; i++) { for (int j = 0; j < hiddenLayerNeurons; j++) { hiddenLayerWeight[i][j] = randomFloat(-1.0, 1.0) * 0.1; }}for (int i = 0; i < outputLayerNeurons; i++) { for (int j = 0; j < hiddenLayerNeurons; j++) { hiddenLayerWeight[i][j] = randomFloat(-1.0, 1.0) * 0.1; }} }
// 主函数int main() {// 初始化网络initializeNetwork();
// 训练循环while (true) { train(); printf("训练完毕\n"); sleep(1);}return 0; }
以上代码是一个简单的反向传播神经网络实现示例,主要包括以下功能:
通过调整输入层、隐藏层和输出层的神经元数量以及学习率,可以得到不同性能的神经网络模型。
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