matlab实现梯度下降优化算法

梯度下降(Gradient Descent)是一种常用的优化算法,用于寻找函数的局部最小值。在机器学习领域,它常被用来优化模型的参数,比如线性回归、逻辑回归以及神经网络等模型的权重和偏置。

以下是一个简单的MATLAB实现梯度下降算法的示例,该示例将用于优化一个简单的二次函数 f(x)=ax2+bx+c 的最小值点。为了简化问题,我们假设 a=1,b=0,c=1,即函数为 f(x)=x2+1,其最小值点为 x=0。

|---|-------------------------------------------------------------------------------------------|
| | function [x_min, f_min, iter] = gradientDescent(start_x, learning_rate, max_iter, tol) |
| | % GRADIENTDESCENT 实现梯度下降算法来找到函数 f(x) = x^2 + 1 的最小值 |
| | % 输入: |
| | % start_x - 初始猜测值 |
| | % learning_rate - 学习率 |
| | % max_iter - 最大迭代次数 |
| | % tol - 收敛容忍度 |
| | % |
| | % 输出: |
| | % x_min - 最小值点 |
| | % f_min - 最小值 |
| | % iter - 迭代次数 |
| | |
| | % 初始化 |
| | x = start_x; |
| | iter = 0; |
| | |
| | % 梯度下降循环 |
| | while iter < max_iter |
| | % 计算当前x的梯度(导数) |
| | grad = 2 * x; % 对于 f(x) = x^2 + 1,其导数为 2x |
| | |
| | % 更新x值 |
| | x_new = x - learning_rate * grad; |
| | |
| | % 检查收敛性 |
| | if abs(x_new - x) < tol |
| | break; |
| | end |
| | |
| | % 更新x |
| | x = x_new; |
| | |
| | % 迭代计数 |
| | iter = iter + 1; |
| | end |
| | |
| | % 计算最小值 |
| | f_min = x^2 + 1; |
| | x_min = x; |
| | |
| | end |

要使用这个函数,可以像下面这样调用它:

|---|-----------------------------------------------------------------------------------|
| | start_x = 10; % 初始猜测值 |
| | learning_rate = 0.1; % 学习率 |
| | max_iter = 1000; % 最大迭代次数 |
| | tol = 1e-6; % 收敛容忍度 |
| | |
| | [x_min, f_min, iter] = gradientDescent(start_x, learning_rate, max_iter, tol); |
| | |
| | fprintf('最小值点 x = %f\n', x_min); |
| | fprintf('最小值 f(x) = %f\n', f_min); |
| | fprintf('迭代次数 = %d\n', iter); |

这段代码将输出函数 f(x)=x2+1 的最小值点 x = 0(或其非常接近的值,取决于学习率和容忍度),最小值 f(x) = 1,以及达到收敛所需的迭代次数。注意,实际应用中函数的梯度和形式会有所不同,需要根据具体情况进行调整。

相关推荐
清水白石00815 小时前
突破并行瓶颈:Python 多进程开销全解析与 IPC 优化实战
开发语言·网络·python
追随者永远是胜利者16 小时前
(LeetCode-Hot100)53. 最大子数组和
java·算法·leetcode·职场和发展·go
生成论实验室16 小时前
即事经:一种基于生成论的宇宙、生命与文明新范式
人工智能·科技·神经网络·算法·信息与通信
王老师青少年编程16 小时前
csp信奥赛c++高频考点假期集训(分模块进阶)
数据结构·c++·算法·csp·高频考点·信奥赛·集训
百锦再16 小时前
Java之Volatile 关键字全方位解析:从底层原理到最佳实践
java·开发语言·spring boot·struts·kafka·tomcat·maven
daad77717 小时前
rcu 内核线程
java·开发语言
xzjiang_36517 小时前
检查是否安装了MinGW 编译器
开发语言·qt·visual studio code
百锦再17 小时前
Java JUC并发编程全面解析:从原理到实战
java·开发语言·spring boot·struts·kafka·tomcat·maven
清水白石00817 小时前
突破性能瓶颈:深度解析 Numba 如何让 Python 飙到 C 语言的速度
开发语言·python
Eternity∞17 小时前
Linux系统下,C语言基础
linux·c语言·开发语言