bp.rar_BP_C++

//将三位二进制数转为一位十进制数 #include<iostream> #include<cmath> using namespace std; #define innode 3 //输入结点数 #define hidenode 10//隐含结点数 #define outnode 1 //输出结点数 #define trainsample 8//BP训练样本数 class BpNet { public: void train(double p[trainsample][innode ],double t[trainsample][outnode]);//Bp训练 double p[trainsample][innode]; //输入的样本 double t[trainsample][outnode]; //样本要输出的 double *recognize(double *p);//Bp识别 void writetrain(); //写训练完的权值 void readtrain(); //读训练好的权值，这使的不用每次去训练了，只要把训练最好的权值存下来就OK BpNet(); virtual ~BpNet(); public: void init(); double w[innode][hidenode];//隐含结点权值 double w1[hidenode][outnode];//输出结点权值 double b1[hidenode];//隐含结点阀值 double b2[outnode];//输出结点阀值 double rate_w; //权值学习率（输入层-隐含层) double rate_w1;//权值学习率 (隐含层-输出层) double rate_b1;//隐含层阀值学习率 double rate_b2;//输出层阀值学习率 double e;//误差计算 double error;//允许的最大误差 double result[outnode];// Bp输出 }; BpNet::BpNet() { error=1.0; e=0.0; rate_w=0.9; //权值学习率（输入层--隐含层) rate_w1=0.9; //权值学习率 (隐含层--输出层) rate_b1=0.9; //隐含层阀值学习率 rate_b2=0.9; //输出层阀值学习率 } BpNet::~BpNet() { } void winit(double w[],int n) //权值初始化 { for(int i=0;i<n;i++) w[i]=(2.0*(double)rand()/RAND_MAX)-1; } void BpNet::init() { winit((double*)w,innode*hidenode); winit((double*)w1,hidenode*outnode); winit(b1,hidenode); winit(b2,outnode); } void BpNet::train(double p[trainsample][innode],double t[trainsample][outnode]) { double pp[hidenode];//隐含结点的校正误差 double qq[outnode];//希望输出值与实际输出值的偏差 double yd[outnode];//希望输出值 double x[innode]; //输入向量 double x1[hidenode];//隐含结点状态值 double x2[outnode];//输出结点状态值 double o1[hidenode];//隐含层激活值 double o2[hidenode];//输出层激活值 for(int isamp=0;isamp<trainsample;isamp++)//循环训练一次样品 { for(int i=0;i<innode;i++) x[i]=p[isamp][i]; //输入的样本 for(int i=0;i<outnode;i++) yd[i]=t[isamp][i]; //期望输出的样本 //构造每个样品的输入和输出标准 for(int j=0;j<hidenode;j++) { o1[j]=0.0; for(int i=0;i<innode;i++) o1[j]=o1[j]+w[i][j]*x[i];//隐含层各单元输入激活值 x1[j]=1.0/(1+exp(-o1[j]-b1[j]));//隐含层各单元的输出 // if(o1[j]+b1[j]>0) x1[j]=1; //else x1[j]=0; } for(int k=0;k<outnode;k++) { o2[k]=0.0; for(int j=0;j<hidenode;j++) o2[k]=o2[k]+w1[j][k]*x1[j]; //输出层各单元输入激活值 x2[k]=1.0/(1.0+exp(-o2[k]-b2[k])); //输出层各单元输出 // if(o2[k]+b2[k]>0) x2[k]=1; // else x2[k]=0; } for(int k=0;k<outnode;k++) { qq[k]=(yd[k]-x2[k])*x2[k]*(1-x2[k]); //希望输出与实际输出的偏差 for(int j=0;j<hidenode;j++) w1[j][k]+=rate_w1*qq[k]*x1[j]; //下一次的隐含层和输出层之间的新连接权 } for(int j=0;j<hidenode;j++) { pp[j]=0.0; for(int k=0;k<outnode;k++) pp[j]=pp[j]+qq[k]*w1[j][k]; pp[j]=pp[j]*x1[j]*(1-x1[j]); //隐含层的校正误差 for(int i=0;i<innode;i++) w[i][j]+=rate_w*pp[j]*x[i]; //下一次的输入层和隐含层之间的新连接权 } for(int k=0;k<outnode;k++) { e+=fabs(yd[k]-x2[k])*fabs(yd[k]-x2[k]); //计算均方差 } error=e/2.0; for(int k=0;k<outnode;k++) b2[k]=b2[k]+rate_b2*qq[k]; //下一次的隐含层和输出层之间的新阈值 for(int j=0;j<hidenode;j++) b1[j]=b1[j]+rate_b1*pp[j]; //下一次的输入层和隐含层之间的新阈值 } } double *BpNet::recognize(double *p) { double x[innode]; //输入向量 double x1[hidenode]; //隐含结点状态值 double x2[outnode]; //输出结点状态值 double o1[hidenode]; //隐含层激活值 double o2[hidenode]; //输出层激活值 for(int i=0;i<innode;i++) x[i]=p[i]; for(int j=0;j<hidenode;j++) { o1[j]=0.0; for(int i=0;i<innode;i++) o1[j]=o1[j]+w[i][j]*x[i]; //隐含层各单元激活值 x1[j]=1.0/(1.0+exp(-o1[j]-b1[j])); //隐含层各单元输出 //if(o1[j]+b1[j]>0) x1[j]=1; // else x1[j]=0; } for(int k=0;k<outnode;k++) { o2[k]=0.0; for(int j=0;j<hidenode;j++) o2[k]=o2[k]+w1[j][k]*x1[j];//输出层各单元激活值 x2[k]=1.0/(1.0+exp(-o2[k]-b2[k]));//输出层各单元输出 //if(o2[k]+b2[k]>0) x2[k]=1; //else x2[k]=0; } for(int k=0;k<outnode;k++) { result[k]=x2[k]; } return result; } void BpNet::writetrain() { FILE *stream0; FILE *stream1; FILE *stream2; FILE *stream3; int i,j; //隐含结点权值写入 if(( stream0 = fopen("w.txt", "w+" ))==NULL) { cout<<"创建文件失败!"; exit(1); } for(i=0;i<innode;i++) { for(j=0;j<hidenode;j++) { fprintf(stream0, "%f\n", w[i][j]); } } fclose(stream0); //输出结点权值写入 if(( stream1 = fopen("w1.txt", "w+" ))==NULL) { cout<<"创建文件失败!"; exit(1); } for(i=0;i<hidenode;i++) { for(j=0;j<outnode;j++) { fprintf(stream1, "%f\n",w1[i][j]); } } fclose(stream1); //隐含结点阀值写入 if(( stream2 = fopen("b1.txt", "w+" ))==NULL) { cout<<"创建文件失败!"; exit(1); } for(i=0;i<hidenode;i++) fprintf(stream2, "%f\n",b1[i]); fclose(stream2); //输出结点阀值写入 if(( stream3 = fopen("b2.txt", "w+" ))==NULL) { cout<<"创建文件失败!"; exit(1); } for(i=0;i<outnode;i++) fprintf(stream3, "%f\n",b2[i]); fclose(stream3); } void BpNet::readtrain() { FILE *stream0; FILE *stream1; FILE *stream2; FILE *stream3; int i,j; //隐含结点权值读出 if(( stream0 = fopen("w.txt", "r" ))==NULL) { cout<<"打开文件失败!"; exit(1); } float wx[innode][hidenode]; for(i=0;i<innode;i++) { for(j=0;j<hidenode;j++) { fscanf(stream0, "%f", &wx[i][j]); w[i][j]=wx[i][j]; } } fclose(stream0); //输出结点权值读出 if(( stream1 = fopen("w1.txt", "r" ))==NULL) { cout<<"打开文件失败!"; exit(1); } float wx1[hidenode][outnode]; for(i=0;i<hidenode;i++) { for(j=0;j<outnode;j++) { fscanf(stream1, "%f", &wx1[i][j]); w1[i][j]=wx1[i][j]; } } fclose(stream1); //隐含结点阀值读出 if(( stream2 = fopen("b1.txt", "r" ))==NULL) { cout<<"打开文件失败!"; exit(1); } float xb1[hidenode]; for(i=0;i<hidenode;i++) { fscanf(stream2, "%f",&xb1[i]); b1[i]=xb1[i]; } fclo