神经网络实现线性回归

线性回归

import torch
import matplotlib.pyplot as plt

#生成一组数据
torch.manual_seed(100)
def get_fake_data(batch_size=8):
    x=torch.rand(batch_size,1)*10
    y=x*2+3
    return x,y


#网络模型
class LinearModel(torch.nn.Module):
    def __init__(self):
        super(LinearModel, self).__init__()
        self.linear = torch.nn.Linear(1, 1)
    def forward(self, x):
        y_pred = self.linear(x)
        return y_pred


model = LinearModel()
#损失函数
criterion = torch.nn.MSELoss(size_average=False)
#优化器
optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=0.001)

#训练神经网络
def train(x_data):
    for epoch in range(1000):
        y_pred = model(x_data)
        #计算损失
        loss = criterion(y_pred, y_data)
        #梯度清0
        optimizer.zero_grad()
        #反向传播
        loss.backward()
        #参数更新
        optimizer.step()


if __name__ == '__main__':
    x_data, y_data = get_fake_data(batch_size=20)
    train(x_data)
    print('w = ', model.linear.weight.item())
    print('b = ', model.linear.bias.item())
    plt.scatter(x_data.numpy(), y_data.numpy())
    plt.show()
    plt.pause(0.5)

在这里插入图片描述
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### TensorFlow.NET 2.0 神经网络线性回归示例代码 以下展示了如何使用 TensorFlow.NET 2.0 实现一个简单的神经网络线性回归。此实现基于 C# 编程语言,并通过 TensorFlow.NET 提供的功能完成。 #### 1. 导入必要的命名空间 首先需要引入 TensorFlow.NET 所需的相关命名空间: ```csharp using System; using Tensorflow; using Keras.Layers; using Keras.Models; using static Tensorflow.Binding; ``` #### 2. 数据准备 假设我们有一组简单的一维输入数据 \(X\) 和对应的标签 \(Y\),用于训练我们的线性回归。 ```csharp float[] X_train = { 1, 2, 3, 4 }; float[] Y_train = { 2, 4, 6, 8 }; // 将数组转换为张量形式 var xTrainTensor = tf.constant(X_train, shape: new Shape(4, 1)); var yTrainTensor = tf.constant(Y_train, shape: new Shape(4, 1)); ``` #### 3. 构建模 使用 `Sequential` 模架构,添加一层全连接层 (`Dense`) 来实现线性映射功能[^2]。 ```csharp var model = keras.Sequential(); model.Add(new Dense(units: 1, input_shape: new Shape(1))); ``` #### 4. 编译模 指定优化器、损失函数以及其他评估指标来编译模。这里采用均方误差(MSE)作为损失函数,并选用 Adam 优化算法[^4]。 ```csharp model.Compile(optimizer: "adam", loss: "mean_squared_error"); ``` #### 5. 训练模 调用 `Fit` 方法开始训练过程,传入训练集特征与目标值以及迭代次数等超参数。 ```csharp model.Fit(xTrainTensor, yTrainTensor, epochs: 500); ``` #### 6. 测试模性能 我们可以提供一组新样本给已经训练完毕的模进行预测,观察其表现效果。 ```csharp float[] X_test = { 5, 6 }; var xTestTensor = tf.constant(X_test, shape: new Shape(2, 1)); var predictions = model.Predict(xTestTensor); Console.WriteLine("Predictions:"); foreach(var pred in predictions.numpy().flatten()) { Console.WriteLine(pred.ToString()); } ``` 以上即完成了整个基于 TensorFlow.NET 的线性回归案例编写流程。 --- ###
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