Python 最速下降法是一個用來求解無約束優(yōu)化問題的算法,它通過迭代方式,不斷沿著當前點的梯度方向?qū)ふ蚁陆底羁斓姆较颍瑥亩鸩奖平顑?yōu)解。
使用 Python 實現(xiàn)最速下降法的關(guān)鍵在于計算梯度和步長,即確定當前點的下降方向和下降程度。
def gradient(f, x): h = 1e-4 grad = np.zeros_like(x) for i in range(x.size): t = x[i] x[i] = t + h f1 = f(x) x[i] = t - h f2 = f(x) grad[i] = (f1 - f2) / (2 * h) x[i] = t return grad def gradient_descent(f, x_init, alpha=1e-5, tol=1e-6, max_iter=1000): x = x_init for i in range(max_iter): grad = gradient(f, x) dx = - alpha * grad x += dx if la.norm(dx)< tol: break return x
上面的代碼中,gradient
函數(shù)用于計算梯度,gradient_descent
函數(shù)用于實現(xiàn)最速下降法的迭代過程。其中參數(shù)f
是目標函數(shù),x_init
是初始點,alpha
是步長,tol
是迭代停止條件,max_iter
是最大迭代次數(shù)。
最后,使用最速下降法求解無約束優(yōu)化問題的具體過程如下:
- 定義目標函數(shù),確定初始點。
- 調(diào)用
gradient_descent
函數(shù),求解最優(yōu)點。 - 輸出最優(yōu)點和目標函數(shù)的最小值。
需要注意的是,步長的選擇十分關(guān)鍵,太小會導(dǎo)致收斂速度緩慢,太大會導(dǎo)致迭代不收斂。因此需要根據(jù)具體問題進行選擇調(diào)整。
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