?? bp.cpp
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#include <math.h>
#include <iostream.h>
#include "fstream.h"
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
void main()
{
int I,J,K;
cout<<"輸入層數目I，請輸入并按enter,本實例設定為2，I＝";
cin>>I; cout<<endl;
cout<<"中間層數目J，請輸入并按enter,可自己設定，J＝";
cin>>J; cout<<endl;
cout<<"輸出層數目K，請輸入并按enter,本實例設定為1，K＝";
cin>>K;cout<<endl;
int i,j,k;
int n=0,N=10000; //N為最大學習次數
int M=21; //M為輸入樣本的組數
double e1=1.0; //e1為均方誤差
//動態分配二維數組
double **a0; //a0[M][I]為初始輸入
a0=new double *[M]; //設置行
for(i=0;i<M;i++)
a0[i]=new double [I]; //設置列
double **w1; //w1[I][J]為第一層輸入權值
w1=new double *[I]; //設置行
for(j=0;j<I;j++)
w1[j]=new double [J]; //設置列
double *add1=new double [J];
double *b1=new double [J]; //b1[J]為第一層的輸入閾值
double *a1=new double [J]; //a1[J]第一層的輸出
double **w2; //w2[J][K]為第二層輸入權值
w2=new double *[J]; //設置行
for(k=0;k<J;k++)
w2[k]=new double [K]; //設置列
//動態分配一維數組
double *add2=new double [K];
double *b2=new double [K]; //b2[K]為第二層的輸入閾值
double *a2=new double [K]; //a2[K]第二層的輸出
double *e=new double [K]; //誤差
double **t; //目標值t[M][K]
t=new double *[M]; //設置行
for(k=0;k<M;k++)
t[k]=new double [K]; //設置列
double *s2=new double [K]; //第二層反向傳播
double *s1=new double [J]; //第一層反向傳播
double **temp;
temp=new double *[J]; //設置行
for(k=0;k<J;k++)
temp[k]=new double [K]; //設置列
double arph=0.001; //學習速度
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
double r=0.1; //r為動量系數
double **dw1;
dw1=new double *[I]; //設置行
for(j=0;j<I;j++)
dw1[j]=new double [J]; //設置列
double *db1=new double [J];
double **dw2;
dw2=new double *[J]; //設置行
for(k=0;k<J;k++)
dw2[k]=new double [K]; //設置列
double *db2=new double [K];
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//產生0-1均勻分布的隨機數
srand( (unsigned)time( NULL ) );
for(j=0;j<J;j++)
{
for(i=0;i<I;i++)
w1[i][j]=(double)((rand()/32767.0)*2-1);
}
for(j=0;j<J;j++)
b1[j]=(double)((rand()/32767.0)*2-1);
for(j=0;j<J;j++)
{
for(k=0;k<K;k++)
w2[j][k]=(double)((rand()/32767.0)*2-1);
}
for(k=0;k<K;k++)
b2[k]=(double)((rand()/32767.0)*2-1);
ifstream fin("data.dat");
for(j=0;j<M;j++){
for(i=0;i<I;i++)
fin>>a0[j][i];
for(k=0;k<K;k++)
fin>>t[j][k];
}
fin.close();
ofstream out1("error.txt",ios::out);
while(e1>0.01){///////////////////訓練循環//////////////////////////////////
if(n>=N)
goto label;
int m=0;
e1=0; //e1清零
for(m=0;m<M;m++){//////////////////////////樣本組循環////////////////////////////////
for(j=0;j<J;j++) //add1清零
add1[j]=0;
for(k=0;k<K;k++) //add2清零
add2[k]=0;
for(j=0;j<J;j++) //s1清零
s1[j]=0;
for(j=0;j<J;j++)
{
for(i=0;i<I;i++)
add1[j]+=w1[i][j]*a0[m][i];
}
for(j=0;j<J;j++)
{
a1[j]=1.0/(1.0+exp(-add1[j]-b1[j]));//1:logsig計算隱層輸出結果
}
for(k=0;k<K;k++)
{
for(j=0;j<J;j++)
add2[k]+=w2[j][k]*a1[j];
}
for(k=0;k<K;k++)
a2[k]=add2[k]+b2[k];//2:purelin計算輸出層輸出結果
for(k=0;k<K;k++)
{
e[k]=t[m][k]-a2[k];//3
e1+=e[k]*e[k];//求輸出層的平方誤差
}
for(k=0;k<K;k++)
s2[k]=-2*e[k];//4
for(j=0;j<J;j++)
{
for(k=0;k<K;k++)
temp[j][k]=(1-a1[j])*a1[j]*w2[j][k];
}
for(j=0;j<J;j++)
{
for(k=0;k<K;k++)
s1[j]+=temp[j][k]*s2[k];//5
}
/////////////////////////////////////////////////////未采用動量方法ddd
/* for(k=0;k<K;k++)//
{
for(j=0;j<J;j++)
w2[j][k]+=-arph*s2[k]*a1[j];//6
}
for(k=0;k<K;k++)
b2[k]+=-arph*s2[k];//7
for(j=0;j<J;j++)
{
for(i=0;i<I;i++)
w1[i][j]+=-arph*s1[j]*a0[m][i];//8
}
for(j=0;j<J;j++)
b1[j]+=-arph*s1[j];//9 ddd//*/
/////////////////////////////////////////////////////動量方法,把上段用如下的程序代替
if(0==n)///*
{
for(k=0;k<K;k++)
{
for(j=0;j<J;j++)
{
dw2[j][k]=-arph*s2[k]*a1[j];
w2[j][k]+=dw2[j][k];//(初始訓練調整)輸出層至隱層的權值調整
}
}
for(k=0;k<K;k++)
{
db2[k]=-arph*s2[k];
b2[k]+=db2[k];//(初始訓練調整)輸出層至隱層的閾值調整
}
for(j=0;j<J;j++)
{
for(i=0;i<I;i++)
{
dw1[i][j]=-arph*s1[j]*a0[m][i];//8
w1[i][j]+=dw1[i][j];//(初始訓練調整)隱層至輸入層的權值調整
}
}
for(j=0;j<J;j++)
{
db1[j]=-arph*s1[j];
b1[j]+=db1[j];//(初始訓練調整)隱層至輸入層的閾值調整
}
}
else
{
for(k=0;k<K;k++)
{
for(j=0;j<J;j++)
{
dw2[j][k]=r*dw2[j][k]-(1-r)*arph*s2[k]*a1[j];
w2[j][k]+=dw2[j][k];//輸出層至隱層的權值調整
}
}
for(k=0;k<K;k++)
{
db2[k]=r*db2[k]-(1-r)*arph*s2[k];
b2[k]+=db2[k];//輸出層至隱層的閾值調整
}
for(j=0;j<J;j++)
{
for(i=0;i<I;i++)
{
dw1[i][j]=r*dw1[i][j]-(1-r)*arph*s1[j]*a0[m][i];
w1[i][j]+=dw1[i][j];//隱層至輸入層的權值調整
}
}
for(j=0;j<J;j++)
{
db1[j]=r*db1[j]-(1-r)*arph*s1[j];
b1[j]+=db1[j];//隱層至輸入層的閾值調整
}
}
}///////////////////////////***樣本組循環結束***/////////////////////////
out1<<e1<<" ";//保存誤差值
e1=e1/2.0;//輸出層的平方誤差/2=均方誤差
cout<<"e1="<<e1<<endl;
n++;//一組樣本訓練結束學習次數加1
}////////////////////////////***樣本訓練結束***//////////////////////////
label:
cout<<"n="<<n<<endl;
for(j=0;j<J;j++)
{
for(i=0;i<I;i++)
cout<<"w1["<<i<<"]["<<j<<"]="<<w1[i][j]<<endl;
}
for(j=0;j<J;j++)
cout<<"b1["<<j<<"]="<<b1[j]<<endl;
for(k=0;k<K;k++)
{
for(j=0;j<J;j++)
cout<<"w2["<<j<<"]["<<k<<"]="<<w2[j][k]<<endl;
}
for(k=0;k<K;k++)
cout<<"b2["<<k<<"]="<<b2[k]<<endl;
out1.close();
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/*/測試結果
double *a=new double [I];
/*a[0]=8.14545;a[1]=16.2127;
a[2]=21.8783;a[3]=21.8579;
a[4]=43.0344;a[5]=29.9642;
a[6]=31.4639;*///1-0
/* a[0]=8.06259;a[1]=13.2972;
a[2]=18.4765;a[3]=17.8098;
a[4]=35.6393;a[5]=24.3921;
a[6]=33.6257;*///0-1
/* for(j=0;j<J;j++)
add1[j]=0;
for(k=0;k<K;k++)
add2[k]=0;
for(j=0;j<J;j++)
{
for(i=0;i<I;i++)
add1[j]+=w1[i][j]*a[i];
}
for(j=0;j<J;j++)
{
a1[j]=1.0/(1.0+exp(-add1[j]-b1[j]));//1:logsig
}
for(k=0;k<K;k++)
{
for(j=0;j<J;j++)
add2[k]+=w2[j][k]*a1[j];
}
for(k=0;k<K;k++)
a2[k]=add2[k]+b2[k];//2:purelin
for(k=0;k<K;k++)
cout<<"t="<<a2[k]<<endl;
delete [] a;*/
delete [] db2;
for(j=0;j<J;j++)
delete [] dw2[j];
delete [] dw2;
delete [] db1;
for(i=0;i<I;i++)
delete [] dw1[i];
delete [] dw1;
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//堆內存的釋放(二維)(后創建的先釋放)(先釋放列后釋放行)
for(j=0;j<J;j++)
delete [] temp[j];
delete [] temp;
//堆內存的釋放(一維)(后創建的先釋放)
delete [] s1;
delete [] s2;
for(j=0;j<M;j++)
delete [] t[j];
delete [] t;
delete [] e;
delete [] a2;
delete [] b2;
delete [] add2;
//堆內存的釋放(二維)(后創建的先釋放)(先釋放列后釋放行)
for(j=0;j<J;j++)
delete [] w2[j];
delete [] w2;
delete [] a1;
delete [] b1;
delete [] add1;
for(i=0;i<I;i++)
delete [] w1[i];
delete [] w1;
for(j=0;j<M;j++)
delete [] a0[j];
delete [] a0;
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