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python 梯度上升法

林子帆1年前8瀏覽0評論

梯度上升法是一種優化算法,它可以幫助我們找到一個函數的最大值。在機器學習中,我們通常使用梯度上升法來最大化一個似然函數。

Python是一種非常適合實現梯度上升法的語言。我們可以用numpy庫來進行向量和矩陣計算,用matplotlib庫來繪制函數圖像。下面是一個簡單的Python代碼實現梯度上升法:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定義函數
def sigmoid(x):
return 1/(1+np.exp(-x))
def grad_ascent(data, label):
# 初始化theta
theta = np.zeros((data.shape[1],1))
m,n = data.shape
alpha = 0.001
epochs = 500
# 梯度上升
for epoch in range(epochs):
h = sigmoid(np.dot(data,theta))
error = label - h
theta = theta + alpha * np.dot(data.T, error)
return theta
# 生成數據
data = np.array([[1,2,3],[1,3,4],[1,4,5],[1,5,6],[1,6,7]])
label = np.array([[0],[0],[1],[1],[1]])
# 應用梯度上升
theta = grad_ascent(data, label)
# 繪圖
plt.scatter(data[:,1],label)
plt.plot(data[:,1],sigmoid(np.dot(data,theta)))
plt.show()

在上面的代碼中,我們定義了一個sigmoid函數和一個grad_ascent函數。sigmoid函數用于計算輸出的概率,grad_ascent函數用于執行梯度上升算法。我們使用numpy庫來進行向量和矩陣計算,使用matplotlib庫來繪制函數圖像。

接下來,我們生成一些數據并調用grad_ascent函數。最后,我們使用matplotlib庫繪制函數圖像來展示我們的結果。

總結一下,Python是一種非常適合實現梯度上升法的語言。它具有豐富的庫和工具,能夠輕松地進行數據處理、向量和矩陣計算、可視化等操作。使用梯度上升法可以幫助我們找到一個函數的最大值,從而解決一些機器學習中的問題。