使用boost::mpl模块实现eval_if相关的测试程序

441 篇文章 ¥29.90 ¥99.00
本文介绍了如何使用boost::mpl库中的eval_if元函数来实现编译时的条件判断。通过定义IsEven元函数判断整数是否为偶数,并根据结果在编译时输出'Even'或'Odd'。示例代码详细展示了如何应用这一技术,适用于模板元编程和泛型编程等领域。

使用boost::mpl模块实现eval_if相关的测试程序

boost::mpl是一个元编程库,用于在C++中进行静态元编程。它提供了一组工具和算法,使得我们能够在编译时进行类型计算和转换。eval_if是boost::mpl中的一个非常有用的元函数,它类似于C++中的条件表达式if。在本文中,我们将使用boost::mpl模块实现一个eval_if相关的测试程序。

首先,我们需要包含必要的头文件:

#include <boost/mpl/eval_if.hpp>
#include <boost/mpl/bool.hpp>
#include 
# app_level_leave_one_out_core_app_comparison.py # 功能:对比XGBoost与MLP模型的留一核心App交叉验证性能 # 核心逻辑: # 1. 提取app核心名称(数字后缀合并,字符后缀独立) # 2. 统一特征预处理流程(分类编码、缺失值填充、标准化) # 3. 分别运行XGBoost与MLP的留一验证 # 4. 对比两者的分类性能 import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.model_selection import StratifiedGroupKFold from sklearn.preprocessing import LabelEncoder, RobustScaler from sklearn.metrics import classification_report, accuracy_score, confusion_matrix, ConfusionMatrixDisplay import xgboost as xgb import matplotlib as mpl import matplotlib.font_manager as fm import os import tensorflow as tf from tensorflow.keras.models import Sequential from tensorflow.keras.layers import Dense, Dropout from tensorflow.keras.optimizers import Adam from tensorflow.keras.callbacks import EarlyStopping from pytorch_tabnet.tab_model import TabNetClassifier import torch pd.set_option('future.no_silent_downcasting', True) # ---------- 全局参数 ---------- SELECTED_TOP_N = 100 # 保留的Top特征数 RESULTS_DIR = "app_loo_cv_results_core_comparison" # 结果存储文件夹 # MLP超参数(可调整) MLP_HIDDEN1 = 128 # 第一层隐藏层神经元数 MLP_HIDDEN2 = 64 # 第二层隐藏层神经元数 MLP_DROPOUT = 0.3 # Dropout比例 MLP_EPOCHS = 100 # 最大训练轮次 MLP_BATCH = 32 # 批量大小 # ------------------------------ # 创建结果文件夹(若不存在则自动创建) os.makedirs(RESULTS_DIR, exist_ok=True) def set_chinese_font(): """设置中文字体(确保覆盖所有文本元素)""" common_fonts = ['SimHei', 'Microsoft YaHei', 'KaiTi', 'SimSun', 'FangSong'] available_fonts = {f.name for f in fm.fontManager.ttflist} # 优先选择常见中文字体 font = next((f for f in common_fonts if f in available_fonts), None) if not font: # 尝试寻找包含"CJK"的字体(适用于Linux/macOS) cjk_fonts = [f for f in fm.fontManager.ttflist if 'CJK' in f.name] font = cjk_fonts[0].name if cjk_fonts else None if not font: # 最后尝试添加Droid Sans Fallback(Linux系统常见) droid_font_path = "/usr/share/fonts/truetype/droid/DroidSansFallbackFull.ttf" if os.path.exists(droid_font_path): fm.fontManager.addfont(droid_font_path) font = "Droid Sans Fallback" # 打印当前使用的字体(调试用) print(f"\n已启用中文字体: {font}") if font: # 全局字体家族(覆盖所有文本) mpl.rcParams['font.family'] = font # 明确设置sans-serif字体(Matplotlib默认用这个系列) mpl.rcParams['font.sans-serif'] = [font] # 解决负号显示问题 mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 高DPI保存(避免模糊) plt.rcParams['savefig.dpi'] = 300 plt.rcParams['figure.autolayout'] = True set_chinese_font() # ========== 1. 标签映射 & 保留类别 ========== category_mapping = { "001": "游戏", "002": "云游戏", "101": "语音通话", "102": "视频通话", "202": "视频媒体", "301": "直播", "501": "文件下载", "502": "文件上传" } keep_ids = list(category_mapping.keys()) # 仅保留这些二级标签 # ========== 2. 数据读取 & 过滤 & 核心app提取 ========== def extract_app_core(app_name: str) -> str: """ 提取app核心名称: - 数字后缀截断(如baiduNetDisk_upload-1 → baiduNetDisk_upload) - 字符后缀保留(如wtfast-fact → wtfast-fact) - 无后缀保留原名称(如test → test) """ parts = app_name.split('-') if len(parts) < 2: # 无分隔符,直接返回 return app_name # 判断最后一部分是否为纯数字 if parts[-1].isdigit(): return '-'.join(parts[:-1]) # 截断数字后缀 else: return app_name # 保留字符后缀 # 读取数据 df = pd.read_csv("../data/900_gather_feature_results.csv") df['second_id'] = df['second_id'].astype(str).str.zfill(3) # 确保二级标签为3位字符串 df = df[df['second_id'].isin(keep_ids)].reset_index(drop=True) # 过滤无效标签 # 提取核心app名称 df['app_core'] = df['app_name'].apply(extract_app_core) print(f"过滤后数据形状: {df.shape}") print(f"二级标签分布:\n{df['second_id'].value_counts()}\n") print(f"核心app分布(合并数字后缀后):\n{df['app_core'].value_counts()}\n") # ========== 3. 特征/标签/分组定义 ========== # 特征:排除ID、标签、时间戳等非特征列 X = df.drop(columns=["first_id", "second_id", "app_name", "app_core", "timestamp"]) # 标签:原始3位字符串(后续编码) y = df["second_id"] # 标签编码(将字符串转为数字,顺序与category_mapping一致) label_encoder = LabelEncoder() y_encoded = label_encoder.fit_transform(y) encoded_classes = label_encoder.classes_ # 编码顺序 = sorted(keep_ids) print(f"LabelEncoder 编码顺序: {encoded_classes}\n") # ========== 4. 特征重要性计算(基于XGBoost,与原逻辑一致) ========== def preprocess_data(X_train, X_test, y_train, y_test): """统一特征预处理函数(XGBoost与MLP共享)""" # 1. 分类特征编码(每个fold独立拟合) cat_cols = X_train.select_dtypes(include=["object"]).columns for col in cat_cols: le = LabelEncoder() X_train[col] = le.fit_transform(X_train[col]) X_test[col] = le.transform(X_test[col]) # 测试集用训练集的编码器 # 2. 缺失值/异常值填充(用训练集的中位数) for col in X_train.columns: med = X_train[col].median() X_train[col] = X_train[col].fillna(med).replace([np.inf, -np.inf], med) X_test[col] = X_test[col].fillna(med).replace([np.inf, -np.inf], med) # 3. 标准化(用训练集的Scaler) scaler = RobustScaler() X_tr = scaler.fit_transform(X_train) X_te = scaler.transform(X_test) return X_tr, X_te, y_train, y_test def train_xgb(X_train, X_test, y_train, y_test, params): """XGBoost训练函数(基于统一预处理)""" X_tr, X_te, y_tr, y_te = preprocess_data(X_train, X_test, y_train, y_test) # XGBoost训练 dtrain = xgb.DMatrix(X_tr, label=y_tr, feature_names=X_train.columns.tolist()) dtest = xgb.DMatrix(X_te, label=y_te, feature_names=X_test.columns.tolist()) model = xgb.train(params, dtrain, num_boost_round=100, verbose_eval=False) y_pred = model.predict(dtest).astype(int) imp = model.get_score(importance_type='gain') return y_pred, imp # XGBoost基础参数(保持与原代码一致) xgb_params = { "objective": "multi:softmax", "num_class": len(encoded_classes), "max_depth": 3, "eta": 0.2, "eval_metric": "merror", "verbosity": 0, "random_state": 42 } # 计算特征重要性(与原逻辑一致) sgkf = StratifiedGroupKFold(n_splits=4, shuffle=True, random_state=36) fold_importance = [] for fold, (tr_idx, te_idx) in enumerate(sgkf.split(X, y_encoded, groups=df["app_core"]), 1): X_tr = X.iloc[tr_idx].copy() X_te = X.iloc[te_idx].copy() y_tr, y_te = y_encoded[tr_idx], y_encoded[te_idx] _, imp = train_xgb(X_tr, X_te, y_tr, y_te, xgb_params) fold_importance.append(imp) # 平均特征重要性并选Top-N avg_imp = {} for d in fold_importance: for feat, val in d.items(): avg_imp[feat] = avg_imp.get(feat, []) + [val] for feat in avg_imp: avg_imp[feat] = np.mean(avg_imp[feat]) sorted_features = sorted(avg_imp.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True) selected_features = [f for f, _ in sorted_features[:SELECTED_TOP_N]] print(f"已选 Top-{SELECTED_TOP_N} 特征: {selected_features[:5]}...\n") # ========== 5. 定义深度学习模型 ========== def build_mlp(input_dim, num_classes): """构建多层感知机模型(多分类任务)""" model = Sequential([ Dense(MLP_HIDDEN1, activation='relu', input_shape=(input_dim,)), Dropout(MLP_DROPOUT), Dense(MLP_HIDDEN2, activation='relu'), Dropout(MLP_DROPOUT), Dense(num_classes, activation='softmax') # 多分类输出用softmax ]) model.compile( optimizer=Adam(learning_rate=0.001), loss='sparse_categorical_crossentropy', # 标签为整数编码时使用 metrics=['accuracy'] ) return model def train_mlp(X_train, X_test, y_train, y_test): """MLP训练函数(基于统一预处理)""" X_tr, X_te, y_tr, y_te = preprocess_data(X_train, X_test, y_train, y_test) # 构建模型 input_dim = X_tr.shape[1] num_classes = len(np.unique(y_tr)) model = build_mlp(input_dim, num_classes) # 早停法防止过拟合 early_stopping = EarlyStopping( monitor='val_loss', patience=5, # 连续5轮无提升则停止 restore_best_weights=True # 恢复最优权重 ) # 训练模型 model.fit( X_tr, y_tr, epochs=MLP_EPOCHS, batch_size=MLP_BATCH, validation_data=(X_te, y_te), callbacks=[early_stopping], verbose=0 ) # 预测(取概率最大的类别) y_pred_prob = model.predict(X_te, verbose=0) y_pred = np.argmax(y_pred_prob, axis=1) return y_pred def build_tabnet(input_dim: int, num_classes: int) -> TabNetClassifier: """ 构建TabNet分类器(优化后的超参数,适合流量特征) 参数说明: - n_d/n_a: 决策/注意力维度(控制模型复杂度) - n_steps: 注意力步骤数(捕捉更多特征交互) - gamma: 注意力更新率(控制特征重用) """ model = TabNetClassifier( n_d=64, # 决策特征维度(与注意力维度一致) n_a=64, # 注意力特征维度 n_steps=5, # 注意力步骤数(越大越能捕捉复杂交互) gamma=1.5, # 注意力更新率(控制特征多样性) cat_idxs=[], # 分类特征的索引(无分类特征时为空) cat_dims=[], # 分类特征的维度(无分类特征时为空) cat_emb_dim=1, # 分类特征的嵌入维度(无分类特征时忽略) output_dim=num_classes, verbose=0 # 关闭冗余输出 ) return model def train_tabnet(X_train: pd.DataFrame, X_test: pd.DataFrame, y_train: np.ndarray, y_test: np.ndarray) -> np.ndarray: """TabNet训练函数(与原预处理流程完全兼容)""" # 1. 共享预处理(分类编码、缺失值填充、标准化) X_tr, X_te, y_tr, y_te = preprocess_data(X_train, X_test, y_train, y_test) # 2. 转换为TabNet要求的输入格式(numpy数组) X_tr = X_tr.astype(np.float32) X_te = X_te.astype(np.float32) y_tr = y_tr.astype(np.int64) y_te = y_te.astype(np.int64) # 3. 构建并训练模型 input_dim = X_tr.shape[1] num_classes = len(np.unique(y_tr)) model = build_tabnet(input_dim, num_classes) # TabNet内置早停(patience=5),避免过拟合 model.fit( X_train=X_tr, # 训练集特征(正确) y_train=y_tr, # 训练集标签(正确) eval_set=[(X_te, y_te)], # 验证集(元组列表格式) max_epochs=100, # 最大训练轮次(正确) batch_size=32, # 批量大小(正确) patience=5, # 早停 patience(正确) eval_metric=['accuracy'], # 评估指标(正确) verbose=0 # 关闭输出(正确) ) # 4. 预测(返回数字编码的类别) y_pred = model.predict(X_te) return y_pred # ========== 6. 留一核心App交叉验证(XGBoost vs MLP) ========== unique_app_cores = df['app_core'].unique() print(f"\n待测试的独立核心app数量: {len(unique_app_cores)}\n") # ------------------------------ # 6.1 XGBoost交叉验证 # ------------------------------ print("\n" + "="*60) print("开始XGBoost模型交叉验证") print("="*60) xgb_results = { "true": [], "pred": [], "cores": [], "indices": [] } for app_idx, test_core in enumerate(unique_app_cores, 1): print(f"\n{'='*20} XGBoost - 第 {app_idx}/{len(unique_app_cores)} 个测试核心App: {test_core} {'='*20}") # 划分训练/测试集 train_mask = df['app_core'] != test_core test_mask = df['app_core'] == test_core X_train = X[selected_features][train_mask].copy() X_test = X[selected_features][test_mask].copy() y_train = y_encoded[train_mask] y_test = y_encoded[test_mask] print(f"训练集大小: {X_train.shape[0]}, 测试集大小: {X_test.shape[0]}") # 训练并预测 y_pred, _ = train_xgb(X_train, X_test, y_train, y_test, xgb_params) # 保存结果 xgb_results["true"].extend(label_encoder.inverse_transform(y_test)) xgb_results["pred"].extend(label_encoder.inverse_transform(y_pred)) xgb_results["cores"].extend([test_core] * len(y_test)) xgb_results["indices"].extend(df[test_mask].index.tolist()) # ------------------------------ # 6.2 MLP交叉验证 # ------------------------------ print("\n" + "="*60) print("开始MLP模型交叉验证") print("="*60) mlp_results = { "true": [], "pred": [], "cores": [], "indices": [] } for app_idx, test_core in enumerate(unique_app_cores, 1): print(f"\n{'='*20} MLP - 第 {app_idx}/{len(unique_app_cores)} 个测试核心App: {test_core} {'='*20}") # 划分训练/测试集(与XGBoost完全一致) train_mask = df['app_core'] != test_core test_mask = df['app_core'] == test_core X_train = X[selected_features][train_mask].copy() X_test = X[selected_features][test_mask].copy() y_train = y_encoded[train_mask] y_test = y_encoded[test_mask] print(f"训练集大小: {X_train.shape[0]}, 测试集大小: {X_test.shape[0]}") # 训练并预测 y_pred = train_mlp(X_train, X_test, y_train, y_test) # 保存结果 mlp_results["true"].extend(label_encoder.inverse_transform(y_test)) mlp_results["pred"].extend(label_encoder.inverse_transform(y_pred)) mlp_results["cores"].extend([test_core] * len(y_test)) mlp_results["indices"].extend(df[test_mask].index.tolist()) # ------------------------------ # 6.3 TabNet交叉验证 # ------------------------------ print("\n" + "="*60) print("开始TabNet模型交叉验证") print("="*60) tabnet_results = { "true": [], "pred": [], "cores": [], "indices": [] } for app_idx, test_core in enumerate(unique_app_cores, 1): print(f"\n{'='*20} TabNet - 第 {app_idx}/{len(unique_app_cores)} 个测试核心App: {test_core} {'='*20}") # 1. 划分训练/测试集(与XGBoost完全一致) train_mask = df['app_core'] != test_core test_mask = df['app_core'] == test_core X_train = X[selected_features][train_mask].copy() X_test = X[selected_features][test_mask].copy() y_train = y_encoded[train_mask] y_test = y_encoded[test_mask] print(f"训练集大小: {X_train.shape[0]}, 测试集大小: {X_test.shape[0]}") # 2. 训练并预测 y_pred = train_tabnet(X_train, X_test, y_train, y_test) # 3. 保存结果(还原为字符串标签) tabnet_results["true"].extend(label_encoder.inverse_transform(y_test)) tabnet_results["pred"].extend(label_encoder.inverse_transform(y_pred)) tabnet_results["cores"].extend([test_core] * len(y_test)) tabnet_results["indices"].extend(df[test_mask].index.tolist()) # ========== 7. 结果汇总与对比 ========== class_names = [category_mapping[c] for c in encoded_classes] def save_results(model_name, results, save_dir): """保存单模型结果的通用函数""" # 逐样本结果 df_res = df.loc[results["indices"], ['app_name', 'app_core', 'second_id']].reset_index(drop=True) df_res['true_label'] = [category_mapping[c] for c in results["true"]] df_res['pred_label'] = [category_mapping[c] for c in results["pred"]] df_res['correct'] = (np.array(results["true"]) == np.array(results["pred"])).astype(int) df_res.rename(columns={'second_id': 'true_second_id'}, inplace=True) df_res.to_csv(os.path.join(save_dir, f'{model_name}_cv_sample_results.csv'), index=False, encoding='utf-8-sig') # 核心App级准确率 app_acc = df_res.groupby('app_core').agg( total=('correct', 'count'), correct=('correct', 'sum'), accuracy=('correct', 'mean') ).reset_index() app_acc['accuracy'] = app_acc['accuracy'].round(4) app_acc.to_csv(os.path.join(save_dir, f'{model_name}_app_core_accuracy.csv'), index=False, encoding='utf-8-sig') # 混淆矩阵 cm = confusion_matrix(results["true"], results["pred"], labels=encoded_classes) plt.figure(figsize=(10, 8)) disp = ConfusionMatrixDisplay(cm, display_labels=class_names) disp.plot(cmap=plt.cm.Blues, xticks_rotation=45, text_kw={'fontfamily': mpl.rcParams['font.family'], 'fontsize': 10}) plt.xticks(fontfamily=mpl.rcParams['font.family'], fontsize=10) plt.yticks(fontfamily=mpl.rcParams['font.family'], fontsize=10) plt.title(f'{model_name} Confusion Matrix', fontfamily=mpl.rcParams['font.family'], fontsize=12) plt.tight_layout() plt.savefig(os.path.join(save_dir, f'{model_name}_confusion_matrix.png'), dpi=300, bbox_inches='tight') plt.close() # 整体报告 print(f"\n{model_name} 整体分类报告:") print(classification_report(results["true"], results["pred"], target_names=class_names)) # 保存并打印XGBoost结果 save_results("XGBoost", xgb_results, RESULTS_DIR) # 保存并打印MLP结果 save_results("MLP", mlp_results, RESULTS_DIR) # 保存TabNet结果(复用原save_results函数) save_results("TabNet", tabnet_results, RESULTS_DIR) # 生成三模型对比表格(XGBoost vs MLP vs TabNet) def generate_triple_comparison(xgb_report, mlp_report, tabnet_report): comparison_df = pd.DataFrame({ 'Metric': ['Precision (Macro)', 'Recall (Macro)', 'F1-Score (Macro)', 'Total Samples'], 'XGBoost': [ round(xgb_report['macro avg']['precision'], 4), round(xgb_report['macro avg']['recall'], 4), round(xgb_report['macro avg']['f1-score'], 4), xgb_report['weighted avg']['support'] ], 'MLP': [ round(mlp_report['macro avg']['precision'], 4), round(mlp_report['macro avg']['recall'], 4), round(mlp_report['macro avg']['f1-score'], 4), mlp_report['weighted avg']['support'] ], 'TabNet': [ round(tabnet_report['macro avg']['precision'], 4), round(tabnet_report['macro avg']['recall'], 4), round(tabnet_report['macro avg']['f1-score'], 4), tabnet_report['weighted avg']['support'] ] }) return comparison_df # 生成对比表格 tabnet_report = classification_report(tabnet_results["true"], tabnet_results["pred"], target_names=class_names, output_dict=True) triple_comparison_df = generate_triple_comparison(xgb_report, mlp_report, tabnet_report) print("\n" + "="*60) print("XGBoost vs MLP vs TabNet 宏观性能对比") print("="*60) print(triple_comparison_df) triple_comparison_df.to_csv(os.path.join(RESULTS_DIR, 'triple_model_comparison.csv'), index=False, encoding='utf-8-sig') 将代码优化结构,不同的模型封装好,用户可以选择训练哪些模型
11-09
【无人机】基于改进粒子群算法的无人机路径规划研究[和遗传算法、粒子群算法进行比较](Matlab代码实现)内容概要:本文围绕基于改进粒子群算法的无人机路径规划展开研究,重点探讨了在复杂环境中利用改进粒子群算法(PSO)实现无人机三维路径规划的方法,并将其与遗传算法(GA)、标准粒子群算法等传统优化算法进行对比分析。研究内容涵盖路径规划的多目标优化、避障策略、航路点约束以及算法收敛性和寻优能力的评估,所有实验均通过Matlab代码实现,提供了完整的仿真验证流程。文章还提到了多种智能优化算法在无人机路径规划中的应用比较,突出了改进PSO在收敛速度和全局寻优方面的优势。; 适合人群:具备一定Matlab编程基础和优化算法知识的研究生、科研人员及从事无人机路径规划、智能优化算法研究的相关技术人员。; 使用场景及目标:①用于无人机在复杂地形或动态环境下的三维路径规划仿真研究;②比较不同智能优化算法(如PSO、GA、蚁群算法、RRT等)在路径规划中的性能差异;③为多目标优化问题提供算法选型和改进思路。; 阅读建议:建议读者结合文中提供的Matlab代码进行实践操作,重点关注算法的参数设置、适应度函数设计及路径约束处理方式,同时可参考文中提到的多种算法对比思路,拓展到其他智能优化算法的研究与改进中。
标题中的"EthernetIP-master.zip"压缩文档涉及工业自动化领域的以太网通信协议EtherNet/IP。该协议由罗克韦尔自动化公司基于TCP/IP技术架构开发,已广泛应用于ControlLogix系列控制设备。该压缩包内可能封装了协议实现代码、技术文档或测试工具等核心组件。 根据描述信息判断,该资源主要用于验证EtherNet/IP通信功能,可能包含测试用例、参数配置模板及故障诊断方案。标签系统通过多种拼写形式强化了协议主题标识,其中"swimo6q"字段需结合具体应用场景才能准确定义其技术含义。 从文件结构分析,该压缩包采用主分支命名规范,符合开源项目管理的基本特征。解压后预期可获取以下技术资料: 1. 项目说明文档:阐述开发目标、环境配置要求及授权条款 2. 核心算法源码:采用工业级编程语言实现的通信协议栈 3. 参数配置文件:预设网络地址、通信端口等连接参数 4. 自动化测试套件:包含协议一致性验证和性能基准测试 5. 技术参考手册:详细说明API接口规范与集成方法 6. 应用示范程序:展示设备数据交换的标准流程 7. 工程构建脚本:支持跨平台编译和部署流程 8. 法律声明文件:明确知识产权归属及使用限制 该测试平台可用于构建协议仿真环境,验证工业控制器与现场设备间的数据交互可靠性。在正式部署前开展此类测试,能够有效识别系统兼容性问题,提升工程实施质量。建议用户在解压文件后优先查阅许可协议,严格遵循技术文档的操作指引,同时需具备EtherNet/IP协议栈的基础知识以深入理解通信机制。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符  | 博主筛选后可见
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值