Python实现批量梯度下降法(BGD)拟合曲线

 更新时间:2021年04月01日 09:31:29   作者:古明地板砖  
这篇文章主要介绍了Python实现批量梯度下降法(BGD)拟合曲线,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

1. 导入库

import numpy as np #矩阵运算
import matplotlib.pyplot as plt #可视化
import random #产生数据扰动

2. 产生数据

拟合曲线 y = 2 × x2 + x + 1 

X_m = np.mat([[i**2, i, 1] for i in range(-10,10)]) #矩阵类型,用于运算
y_m = np.mat([[2*x[0,0]+x[0,1]+1+random.normalvariate(0,1)] for x in X_m]) #矩阵类型,用于运算
X_a = np.asarray(X_m[:,1].T)[0] #array类型,用于可视化
y_a = np.asarray(y_m.T)[0] #array类型,用于可视化
plt.scatter(X_a, y_a) #显示数据
plt.show()

数据可视化

3. BGD

def BGD(X,y,w0,step,e): #批量梯度下降法
  n=0
  while n<=10000:
    w1 = w0-step*X.T.dot(X.dot(w0)-y)/X.shape[0]
    dw = w1-w0;
    if dw.dot(dw.T)[0,0] <= e**2:
      return w1
    n += 1
    w0 = w1
  return w1

4. 计算

w_m = BGD(X_m,y_m,np.mat([[5],[3],[2]]),1e-4,1e-20) #可自行调参
w_a = np.asarray(w_m.T)[0]
print(w_a)

array([1.99458492, 0.91587829, 1.48498921])

5. 评价( R 2)

y_mean = y_a.mean()
y_pre = np.array([w_a[0]*x[0,0]+w_a[1]*x[0,1]+w_a[2] for x in X_m])
SSR = ((y_pre-y_mean)**2).sum()
SST = ((y_a-y_mean)**2).sum()
R2 = SSR/SST
print(R2)

0.9845542903194531
我们可以认为拟合效果不错。如果 R 2 R^{2} R2的值接近0,可能需要重新调参。

6. 结果展示

X = np.linspace(-10,10,50)
y = np.array([w_a[0]*x**2+w_a[1]*x+w_a[2] for x in X])
plt.scatter(X_a,y_a)
plt.plot(X,y)
plt.show()

拟合结果

到此这篇关于Python实现批量梯度下降法(BGD)拟合曲线的文章就介绍到这了,更多相关Python 批量梯度下降内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • Python中属性和描述符的正确使用

    Python中属性和描述符的正确使用

    Python的描述符和属性是接触到Python核心编程中一个比较难以理解的内容,自己在学习的过程中也遇到过很多的疑惑,通过google和阅读源码,现将自己的理解和心得记录下来,也为正在为了该问题苦恼的朋友提供一个思考问题的参考。
    2016-08-08
  • 关于matplotlib-legend 位置属性 loc 使用说明

    关于matplotlib-legend 位置属性 loc 使用说明

    这篇文章主要介绍了关于matplotlib-legend 位置属性 loc 使用说明,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2020-05-05
  • 夯实基础python集合的应用场景及字符串定义和表示

    夯实基础python集合的应用场景及字符串定义和表示

    这篇文章主要为大家介绍了python集合的应用场景及字符串定义和表示,来帮大家夯实基础,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助
    2023-10-10
  • django中websocket的具体使用

    django中websocket的具体使用

    本文主要介绍了django中websocket的具体使用,文中通过示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2022-01-01
  • scrapy-redis的安装部署步骤讲解

    scrapy-redis的安装部署步骤讲解

    今天小编就为大家分享一篇关于scrapy-redis的安装部署步骤讲解,小编觉得内容挺不错的,现在分享给大家,具有很好的参考价值,需要的朋友一起跟随小编来看看吧
    2019-02-02
  • Python加密与解密模块hashlib与hmac

    Python加密与解密模块hashlib与hmac

    这篇文章介绍了Python中的加密与解密模块hashlib与hmac,文中通过示例代码介绍的非常详细。对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2022-06-06
  • 详解Python中魔法方法的使用

    详解Python中魔法方法的使用

    Python的魔法方法,也称为dunder(双下划线)方法,是可以让你对类添加“魔法”的特殊方法。本文主要来和大家聊聊魔法方法的使用,需要的可以参考一下
    2022-12-12
  • 详解K-means算法在Python中的实现

    详解K-means算法在Python中的实现

    这篇文章主要介绍了详解K-means算法在Python中的实现,具有一定借鉴价值,需要的朋友可以了解下。
    2017-12-12
  • python的迭代器,生成器和装饰器你了解吗

    python的迭代器,生成器和装饰器你了解吗

    这篇文章主要为大家详细介绍了python的迭代器,生成器和装饰器,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下,希望能够给你带来帮助
    2022-02-02
  • 基于python3 pyQt5 QtDesignner实现窗口化猜数字游戏功能

    基于python3 pyQt5 QtDesignner实现窗口化猜数字游戏功能

    这篇文章主要介绍了基于python3 pyQt5 QtDesignner实现窗口化猜数字游戏功能,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2019-07-07

最新评论