pytorch-神经网络拟合曲线实例

# coding=gbk
import torch
import matplotlib.pyplot as plt
from torch.autograd import Variable
import torch.nn.functional as F
 
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 Pytorch是一个拥有强力GPU加速的张量和动态构建网络的库，其主要构建是张量，所以可以把PyTorch当做Numpy
 来用,Pytorch的很多操作好比Numpy都是类似的，但是其能够在GPU上运行，所以有着比Numpy快很多倍的速度。
 训练完了，发现隐层越大，拟合的速度越是快，拟合的效果越是好
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def train():
 print('------  构建数据集  ------')
 # torch.linspace是为了生成连续间断的数据，第一个参数表示起点，第二个参数表示终点，第三个参数表示将这个区间分成平均几份，即生成几个数据
 x = torch.unsqueeze(torch.linspace(-1, 1, 100), dim=1)
 #torch.rand返回的是[0,1]之间的均匀分布 这里是使用一个计算式子来构造出一个关联结果，当然后期要学的也就是这个式子
 y = x.pow(2) + 0.2 * torch.rand(x.size())
 # Variable是将tensor封装了下，用于自动求导使用
 x, y = Variable(x), Variable(y)
 #绘图展示
 plt.scatter(x.data.numpy(), y.data.numpy())
 #plt.show()
 
 print('------  搭建网络  ------')
 #使用固定的方式继承并重写 init和forword两个类
 class Net(torch.nn.Module):
  def __init__(self,n_feature,n_hidden,n_output):
   #初始网络的内部结构
   super(Net,self).__init__()
   self.hidden=torch.nn.Linear(n_feature,n_hidden)
   self.predict=torch.nn.Linear(n_hidden,n_output)
  def forward(self, x):
   #一次正向行走过程
   x=F.relu(self.hidden(x))
   x=self.predict(x)
   return x
 net=Net(n_feature=1,n_hidden=1000,n_output=1)
 print('网络结构为：',net)
 
 print('------  启动训练  ------')
 loss_func=F.mse_loss
 optimizer=torch.optim.SGD(net.parameters(),lr=0.001)
 
 #使用数据 进行正向训练，并对Variable变量进行反向梯度传播 启动100次训练
 for t in range(10000):
  #使用全量数据 进行正向行走
  prediction=net(x)
  loss=loss_func(prediction,y)
  optimizer.zero_grad() #清除上一梯度
  loss.backward() #反向传播计算梯度
  optimizer.step() #应用梯度
 
  #间隔一段，对训练过程进行可视化展示
  if t%5==0:
   plt.cla()
   plt.scatter(x.data.numpy(),y.data.numpy()) #绘制真是曲线
   plt.plot(x.data.numpy(),prediction.data.numpy(),'r-',lw=5)
   plt.text(0.5,0,'Loss='+str(loss.data[0]),fontdict={'size':20,'color':'red'})
   plt.pause(0.1)
 plt.ioff()
 plt.show()
 print('------  预测和可视化  ------')
 
if __name__=='__main__':
 train()