/* 
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*
* 文件名稱：BackPropagation.h
* 文件標識：
* 摘 要   ：多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡BP算法類聲明
* 
* 當前版本：1.0
* 作 者   ：
* 完成日期：
*/
#pragma once

#define MINDOUBLE 0.00000001 //浮點數(shù)比較大小

//節(jié)點信息機構體
typedef struct
{
	double val;
	double net;
	double err;
} BPNode;

class CBackPropagation
{
public:
	//構造函數(shù)
	CBackPropagation(void);
	CBackPropagation(int inNodesNum, int outNodesNum);	
	//析構函數(shù)
	~CBackPropagation(void);

	//獲得輸入層節(jié)點數(shù)目
	int GetInputNum(void);
	//設置輸入層節(jié)點數(shù)目
	bool SetInputNum(int num);	
	
	//獲得輸出層節(jié)點數(shù)目
	int GetOutputNum(void);	
	//設置輸出層節(jié)點數(shù)目
	bool SetOutputNum(int num);	
	
	//獲得隱含層層數(shù)
	int GetHideLayersNum(void);	
	//設置隱含層層數(shù)
	bool SetHideLayersNum(int num);

	//獲得指定隱含層節(jié)點數(shù)目
	int GetHideNodesNum(int layerIndex);
	//設置指定隱含層節(jié)點數(shù)目
	bool SetHideNodesNum(int layerIndex, int num);
	
	//初始化網(wǎng)絡結構
	bool InitNetwork(void);
	//獲得指定權重
	double GetWeight(int layerIndex, int preNodeIndex, int curNodeIndex);
	//設置指定權重
	bool SetWeight(int layerIndex, int preNodeIndex, int curNodeIndex, double weight);

	//獲得樣本數(shù)目
	int GetExamNum(void);
	//設置樣本數(shù)目
	bool SetExamNum(int num);

	//獲得樣本
	double GetExamValue(int examIndex, int index, int isX = 1);
	//設置樣本值
	bool SetExamValue(int examIndex, int index, double examValue, int isX = 1);

	//獲得樣本最大值
	double GetExamMax(int varIndex, int isX = 1);
	//設置樣本最大值
	bool SetExamMax(int varIndex, double value, int isX = 1);
	//獲得樣本最小值
	double GetExamMin(int varIndex, int isX = 1);
	//設置樣本最小值
	bool SetExamMin(int varIndex, double value, int isX = 1);
	
	//網(wǎng)絡學習
	bool Train(int trainTimes, double pace = 0.5);

	//網(wǎng)絡計算
	bool Calculate(void);
	//獲得計算結果
	double GetResult(int examIndex, int index);


protected:
	
	//傳遞函數(shù)
	virtual double TranFunction(double x);
	//傳遞函數(shù)導函數(shù)
	virtual double TranDFunction(double x);

	//誤差顯示
	virtual void ShowErr(int times, double err);

	
	
private:
	int m_InNodesNum;			//輸入層節(jié)點數(shù)目
	int m_OutNodesNum;			//輸出層節(jié)點數(shù)目
	int m_HidLayersNum;			//隱含層數(shù)目

	int *m_HideNodesNum;		//隱含層節(jié)點數(shù)目

	double ***m_Weight;			//神經(jīng)網(wǎng)絡權重
	double ***m_Ajust;			//反饋調(diào)節(jié)誤差
	

    int m_ExamplesNum;			//樣本數(shù)目
    
	double **m_XExamples;		//輸入樣本
	double **m_YExamples;		//輸出樣本
	
	double *m_XYMaxMin[4];		//樣本最大和最小值
	double **m_XUnitary;		//歸一化輸入樣本
	double **m_YUnitary;		//歸一化輸出樣本

	double **m_YOutPut;			//網(wǎng)絡輸出值

	BPNode **m_BPNodes;			//網(wǎng)絡節(jié)點信息		

	//歸一化
	bool UnitaryOper(void);
	
	//查找樣本最值
	bool CacMaxMin(void);
	
	//前饋
	bool Forward(int examIndex);
	//反饋
	bool Feedback(int examIndex);

	//初始化反饋誤差
	bool InitAjust(void);
	//權重調(diào)整
	bool Ajust(double pace);
	//誤差計算
	double CalErr(void);
	
	
	//釋放樣本內(nèi)存
	void FreeExamMem(void);	
	//釋放歸一化樣本內(nèi)存
	void FreeUnitMem(void);	
	//釋放隱含層數(shù)目內(nèi)存
	void FreeHideMem(void);
	//釋放權重內(nèi)存
	void FreeWeigMem(void);		
	//釋放樣本最值內(nèi)存
	void FreeMaxMinMem(void);	
	//釋放節(jié)點信息內(nèi)存
	void FreeNodesMem(void);	
	//釋放反饋誤差內(nèi)存
	void FreeAjustMem(void);
};