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参考文档
1、预先知识学习
1、and函数
2、Python zip函数
>>>a = [1,2,3]
>>> b = [4,5,6]
>>> c = [4,5,6,7,8]
>>> zipped = zip(a,b) # 打包为元组的列表
[(1, 4), (2, 5), (3, 6)]
>>> zip(a,c) # 元素个数与最短的列表一致
[(1, 4), (2, 5), (3, 6)]
>>> zip(*zipped) # 与 zip 相反，*zipped 可理解为解压，返回二维矩阵式
[(1, 2, 3), (4, 5, 6)]
3、Python map
def add_one(n):
return n 1
numbers = (1, 2, 3, 4, 5) #序列为元组
result = map(add_one, numbers)
print(tuple(result)) #
Out：(2, 3, 4, 5, 6)
4、Python str与init方法
二、代码
1、定义激活函数
即当最终计算结果<0时结果为0，其他情况结果为1
def f(x):
'''
定义激活函数f
'''
return 1 if x > 0 else 0
2、确定训练集
即给定输入集合与预期输出集合
def get_training_dataset():
'''
基于and真值表构建训练数据
'''
# 构建训练数据
# 输入向量列表
input_vecs = [[1,1], [0,0], [1,0], [0,1]]
# 期望的输出列表，注意要与输入一一对应
# [1,1] -> 1, [0,0] -> 0, [1,0] -> 0, [0,1] -> 0
labels = [1, 0, 0, 0]
return input_vecs, labels
3、训练感知器
给定相应的参数对感知器进行训练并返回
def train_and_perceptron():
'''
使用and真值表训练感知器
'''
# 创建感知器，输入参数个数为2（因为and是二元函数），激活函数为f
p = Perceptron(2, f)
#生成对象，调用init函数对对对象相关参数进行初始化
# 训练，迭代10轮, 学习速率为0.1
input_vecs, labels = get_training_dataset()
p.train(input_vecs, labels, 10, 0.1)
#训练10次，每次的变化率为0.1
#返回训练好的感知器
return p
4、main函数
调用训练函数，训练感知器，输出最终权值以及偏置项
if __name__ == '__main__':
# 训练and感知器
and_perception = train_and_perceptron()
# 打印训练获得的权重
print(and_perception)
# 测试
print('1 and 1 = %d' % and_perception.predict([1, 1]))
print('0 and 0 = %d' % and_perception.predict([0, 0]))
print('1 and 0 = %d' % and_perception.predict([1, 0]))
print('0 and 1 = %d' % and_perception.predict([0, 1]))
5、结果：
weights :[0.1, 0.2]
bias :-0.200000
1 and 1 = 1
0 and 0 = 0
1 and 0 = 0
0 and 1 = 0
4、整体代码：
1、Perception：
# Python TR
# Time：2021/1/4 5:06 下午
from functools import reduce
class Perceptron(object):
def __init__(self, input_num, activator):
'''
初始化感知器，设置输入参数的个数，以及激活函数。
激活函数的类型为double -> double
'''
self.activator = activator
# 权重向量初始化为0
self.weights = [0.0 for _ in range(input_num)]
# 偏置项初始化为0
self.bias = 0.0
def __str__(self):
'''
打印学习到的权重、偏置项
'''
return 'weights\t:%s\nbias\t:%f\n' % (list(self.weights), self.bias)
def multi(self,a,b):
return a*b
def add(self,a,b):
return a b
def predict(self, input_vec):
'''
输入向量，输出感知器的计算结果
'''
# 把input_vec[x1,x2,x3...]和weights[w1,w2,w3,...]打包在一起
# 变成[(x1,w1),(x2,w2),(x3,w3),...]
# 然后利用map函数计算[x1*w1, x2*w2, x3*w3]
# 最后利用reduce求和
# print(list(map(lambda x_w:x_w[0]*x_w[1],zip(input_vec, self.weights))))
return self.activator(
reduce(self.add,
map(self.multi,
input_vec, self.weights)
, 0.0) self.bias)
def train(self, input_vecs, labels, iteration, rate):
'''
输入训练数据：一组向量、与每个向量对应的label；以及训练轮数、学习率
'''
for i in range(iteration):
self._one_iteration(input_vecs, labels, rate)
def _one_iteration(self, input_vecs, labels, rate):
'''
一次迭代，把所有的训练数据过一遍
'''
# 把输入和输出打包在一起，成为样本的列表[(input_vec, label), ...]
# 而每个训练样本是(input_vec, label)
samples = zip(input_vecs, labels)
# 对每个样本，按照感知器规则更新权重
for (input_vec, label) in samples:
# 计算感知器在当前权重下的输出
print(list(self.weights))
output = self.predict(input_vec)
# 更新权重
self._update_weights(input_vec, output, label, rate)
def _update_weights(self, input_vec, output, label, rate):
'''
按照感知器规则更新权重
'''
# 把input_vec[x1,x2,x3,...]和weights[w1,w2,w3,...]打包在一起
# 变成[(x1,w1),(x2,w2),(x3,w3),...]
# 然后利用感知器规则更新权重
delta = label - output
self.weights = list(map(
lambda x_w: x_w[1] rate * delta * x_w[0],
zip(input_vec, self.weights)))
# 更新bias
self.bias = rate * delta
2、and_Perception:
# Python TR
# Time：2021/1/4 5:06 下午
from functools import reduce
class Perceptron(object):
def __init__(self, input_num, activator):
'''
初始化感知器，设置输入参数的个数，以及激活函数。
激活函数的类型为double -> double
'''
self.activator = activator
# 权重向量初始化为0
self.weights = [0.0 for _ in range(input_num)]
# 偏置项初始化为0
self.bias = 0.0
def __str__(self):
'''
打印学习到的权重、偏置项
'''
return 'weights\t:%s\nbias\t:%f\n' % (list(self.weights), self.bias)
def multi(self,a,b):
return a*b
def add(self,a,b):
return a b
def predict(self, input_vec):
'''
输入向量，输出感知器的计算结果
'''
# 把input_vec[x1,x2,x3...]和weights[w1,w2,w3,...]打包在一起
# 变成[(x1,w1),(x2,w2),(x3,w3),...]
# 然后利用map函数计算[x1*w1, x2*w2, x3*w3]
# 最后利用reduce求和
# print(list(map(lambda x_w:x_w[0]*x_w[1],zip(input_vec, self.weights))))
return self.activator(
reduce(self.add,
map(self.multi,
input_vec, self.weights)
, 0.0) self.bias)
def train(self, input_vecs, labels, iteration, rate):
'''
输入训练数据：一组向量、与每个向量对应的label；以及训练轮数、学习率
'''
for i in range(iteration):
self._one_iteration(input_vecs, labels, rate)
def _one_iteration(self, input_vecs, labels, rate):
'''
一次迭代，把所有的训练数据过一遍
'''
# 把输入和输出打包在一起，成为样本的列表[(input_vec, label), ...]
# 而每个训练样本是(input_vec, label)
samples = zip(input_vecs, labels)
# 对每个样本，按照感知器规则更新权重
for (input_vec, label) in samples:
# 计算感知器在当前权重下的输出
print(list(self.weights))
output = self.predict(input_vec)
# 更新权重
self._update_weights(input_vec, output, label, rate)
def _update_weights(self, input_vec, output, label, rate):
'''
按照感知器规则更新权重
'''
# 把input_vec[x1,x2,x3,...]和weights[w1,w2,w3,...]打包在一起
# 变成[(x1,w1),(x2,w2),(x3,w3),...]
# 然后利用感知器规则更新权重
delta = label - output
self.weights = list(map(
lambda x_w: x_w[1] rate * delta * x_w[0],
zip(input_vec, self.weights)))
# 更新bias
self.bias = rate * delta
来源：https://www./content-4-810851.html
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