模型选择拟合

1.通过多项式拟合交互探索概念

复制代码
import math
import numpy as np
import torch
from torch import nn
from d2l import torch as d2l

2.使用三阶多项式来生成训练和测试数据的标签

复制代码
max_degree = 20  # 多项式的最大阶数
n_train, n_test = 100, 100  # 训练和测试数据集大小
true_w = np.zeros(max_degree)  # 分配大量的空间
true_w[0:4] = np.array([5, 1.2, -3.4, 5.6])

features = np.random.normal(size=(n_train + n_test, 1))
np.random.shuffle(features)
poly_features = np.power(features, np.arange(max_degree).reshape(1, -1))
for i in range(max_degree):
    poly_features[:, i] /= math.gamma(i + 1)  # gamma(n)=(n-1)!
# labels的维度:(n_train+n_test,)
labels = np.dot(poly_features, true_w)
labels += np.random.normal(scale=0.1, size=labels.shape)

3.查看样本

复制代码
true_w, features, poly_features, labels = [torch.tensor(x, dtype=
    torch.float32) for x in [true_w, features, poly_features, labels]]

features[:2], poly_features[:2, :], labels[:2]

4.实现函数来评估模型在给定数据集的损失

复制代码
def evaluate_loss(net, data_iter, loss):
    """评估给定数据集上模型的损失"""
    metric = d2l.Accumulator(2)
    for X, y in data_iter:
        out = net(X)
        y = y.reshape(out.shape)
        l = loss(out, y)
        metric.add(l.sum(), l.numel())
    return metric[0] / metric[1]

5.定义训练函数

复制代码
def train(train_features, test_features, train_labels, test_labels,
          num_epochs=400):
    loss = nn.MSELoss()
    input_shape = train_features.shape[-1]
    net = nn.Sequential(nn.Linear(input_shape, 1, bias=False))
    batch_size = min(10, train_labels.shape[0])
    train_iter = d2l.load_array((train_features, train_labels.reshape(-1,1)),
                                batch_size)
    test_iter = d2l.load_array((test_features, test_labels.reshape(-1,1)),
                               batch_size, is_train=False)
    trainer = torch.optim.SGD(net.parameters(), lr=0.01)
    animator = d2l.Animator(xlabel='epoch', ylabel='loss', yscale='log',
                            xlim=[1, num_epochs], ylim=[1e-3, 1e2],
                            legend=['train', 'test'])
    for epoch in range(num_epochs):
        d2l.train_epoch_ch3(net, train_iter, loss, trainer)
        if epoch == 0 or (epoch + 1) % 20 == 0:
            animator.add(epoch + 1, (evaluate_loss(net, train_iter, loss),
                                     evaluate_loss(net, test_iter, loss)))
    print('weight:', net[0].weight.data.numpy())
相关推荐
麻雀飞吧3 小时前
先判断工具用来学习、开发还是执行
人工智能·python
人邮异步社区3 小时前
学习Python的最佳学习路径是什么?
python·程序员
一只路人甲3 小时前
使用AI快速学习
学习
传奇开心果编程4 小时前
【Rust入门练中学】第2课:变量、可变性与常量
开发语言·学习·rust
troy1286 小时前
Python 基础语法(九):Django/Flask/FastAPI 三大 Web 框架详细对比解析
python·jupyter·django·flask·github·fastapi
jzshmyt6 小时前
我用 Python 从零“生成“了一个宇宙,然后让它观察自己(v14)
人工智能·pytorch·python·numpy·matplotlib·空间计算·scipy
边境悍匪6 小时前
蜗牛学苑 Java 智能体学习 Day42|项目周开发技术汇总 1 思维导图复盘
java·开发语言·spring boot·学习·spring
Gyr07 小时前
浅刷了一遍51CTO软考题库客观题及其解析(4)
学习·软考·知识点·信息安全工程师
是隼人7 小时前
buuctf-pwn [NewStarCTF 2023 公开赛道]stack migration(64位栈迁移)题解(学习过程持续更新)
c语言·学习·安全·pwn入门·ctf入门
ι:8 小时前
单相桥式全控整流仿真从零复现教学
windows·学习·matlab·simulink