JAVA实现感知器算法

if f(x) > e,y = 1
else y = -1

e 为阈值
y 为分类结果

update = μ * (yi - y')
update = (f(x) - y')

m
Σ Wi += update * Xi
i=1

e += update

/**
 * Created by CimZzz on 12/2/17.
 *
 */
public class Perceptron {
 /**
  * 学习率
  */
 private final float learnRate;

 /**
  * 学习次数
  */
 private final int studyCount;

 /**
  * 阈值
  */
 private float e;

 /**
  * 权值
  * 因为判断整数正负只需要一条输入，所以这里只有一个权值，多条输入可以设置为数组
  */
 private float w;

 /**
  * 每次学习的正确率
  */
 private float[] correctRate;

 //

 /**
  * 构造函数初始化学习率，学习次数，权值、阈值初始化为0
  * @param learnRate 学习率（取值范围 0 < learnRate < 1）
  * @param studyCount 学习次数
  */
 public Perceptron(float learnRate, int studyCount) {
  this.learnRate = learnRate;
  this.studyCount = studyCount;

  this.e = 0;
  this.w = 0;

  this.correctRate = new float[studyCount];
 }


 /**
  * 学习函数，samples 是一个包含输入数据和分类结果的二维数组，
  * samples[][0] 表示输入数据
  * samples[][1] 表示正确的分类结果
  * @param samples 训练数据
  */
 public void fit(int[][] samples) {
  int sampleLength = samples.length;

  for(int i = 0 ; i < studyCount ; i ++) {
   int errorCount = 0;

   for (int[] sample : samples) {
    float update = learnRate * (sample[1]-predict(sample[0]));

    //更新权值、阈值
    w += update * sample[0];
    e += update;

    //计算错误次数
    if (update != 0)
     errorCount++;
   }

   //计算此次学习的正确率
   correctRate[i] = 1 - errorCount * 1.0f / sampleLength;
  }
 }

 /**
  * 求和函数，模拟求和结点操作 输入数据 * 权值
  * @param num 输入数据
  * @return 求和结果 z
  */
 private float sum(int num) {
  return num * w + e;
 }

 /**
  * 激活函数，通过求和结果 z 和阈值 e 进行判断
  * @param num 输入数据
  * @return 分类结果
  */
 public int predict(int num) {
  return sum(num) >= 0 ? 1 : -1;
 }

 /**
  * 打印正确率
  */
 public void printCorrectRate() {
  for (int i = 0 ; i < studyCount ; i ++)
   System.out.printf("第%d次学习的正确率 -> %.2f%%\n",i + 1,correctRate[i] * 100);
 }
}

 /**
  * 生成训练数据
  * @return 训练数据
  */
 private static int[][] genStudyData() {
  //这里我们取 -100 ~ 100 之间的整数，大于0的设为模式 y = 1，反之为 y = -1
  int[][] data = new int[201][2];

  for(int i = -100 , j = 0; i <= 100 ; i ++ , j ++) {
   data[j][0] = i;
   data[j][1] = i >= 0 ? 1 : -1;
  }

  return data;
 }

 /**
  * 生成训练数据
  * @return 训练数据
  */
 private static int[][] genStudyData2() {
  //这里我们取 1~250 之间的整数，大于125的设为模式 y = 1，反之为 y = -1
  int[][] data = new int[250][2];

  for(int i = 1 , j = 0; i <= 250 ; i ++ , j ++) {
   data[j][0] = i;
   data[j][1] = i >= 125 ? 1 : -1;
  }

  return data;
 }

public static void main(String[] args) {
  //这里的学习率和训练次数可以根据情况人为调整
  Perceptron perceptron = new Perceptron(0.4f,500);

  perceptron.fit(genStudyData());
  perceptron.printCorrectRate();

  System.out.println(perceptron.predict(-1));
  System.out.println(perceptron.predict(126));
 }