详解如何用Python实现感知器算法

 更新时间:2021年06月18日 16:56:31   作者:Julyers  
今天给大家带来的是关于Python的相关知识,文章围绕着如何用Python实现感知器算法展开,文中有非常详细的介绍及代码示例,需要的朋友可以参考下

一、题目

在这里插入图片描述

二、数学求解过程

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

该轮迭代分类结果全部正确,判别函数为g(x)=-2x1+1

三、感知器算法原理及步骤

在这里插入图片描述

四、python代码实现及结果

(1)由数学求解过程可知:

在这里插入图片描述

(2)程序运行结果

在这里插入图片描述

(3)绘图结果

在这里插入图片描述

'''
20210610 Julyer 感知器
'''
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def get_zgxl(xn, a):
    '''
    获取增广向量
    :param x: 数组
    :param a: 1或-1
    :return:
    '''
    temp = []
    if a == 1:
        xn.append(1)
    if a == -1:
        for i in range(len(xn)):
            temp.append(xn[i]*(-1))
        temp.append(-1)
        xn = temp
    # print('xn:'+ str(np.array(x).reshape(-1, 1)))
    return np.array(xn).reshape(-1, 1)

def calculate_w(w, xn):
    '''
    已知xn和初始值,计算w
    :param w: 列向量 --> wT:行向量
    :param xn: 列向量
    :return:
    '''
    # wT = w.reshape(1, -1)  # 列向量转变为行向量,改变w
    wT = w.T   # 列向量转变为行向量,不改变w
    wTx = np.dot(wT, xn).reshape(-1)  # 行向量乘以列向量, 维度降为1。
    #wTx = wT@xn  # 行向量乘以列向量
    if wTx > 0:
        w_value = w
    else:
        w_value = np.add(w, xn)

    # print("w_update的shape" + str(w_update.shape))
    #print("wTx:" + str(wTx))
    return w_value, wTx     # w_value为列向量, wTx为一个数


def fit_one(w1, x1, x2, x3, x4):
    '''
    完成一轮迭代,遍历一次数据,更新到w5。
    :param w1: 初始值
    :param x1:
    :param x2:
    :param x3:
    :param x4:
    :return: 返回w5和wTx的列表。
    '''
    wTx_list = []
    update_w = w1

    for i in range(0, len(x_data)): #len计算样本个数,通过循环更新w
        update_w, wTx = calculate_w(update_w, x_data[i])
        wTx_list.append(wTx)

    #print(wTx_list)
    return update_w, wTx_list

def draw_plot(class1, class2, update_w):
    plt.figure()

    x_coordinate = []
    y_coordinate = []
    for i in range(len(class1)):
        x_coordinate.append(class1[i][0])
        y_coordinate.append(class1[i][1])
    plt.scatter(x_coordinate, y_coordinate, color='orange', label='class1')

    x_coordinate = []
    y_coordinate = []
    for i in range(len(class2)):
        x_coordinate.append(class2[i][0])
        y_coordinate.append(class2[i][1])
    plt.scatter(x_coordinate, y_coordinate, color='green', label='class2')

    w_reshape = update_w.reshape(-1)
    #print

    x = np.linspace(0, 2, 5)
    if w_reshape[1] == 0:
        plt.axvline(x = (-1) * w_reshape[2]/w_reshape[0])
    else:
        plt.plot(x, (x*w_reshape[0]*(-1) + w_reshape[2]*(-1))/w_reshape[1])

    plt.title('result of perception')
    plt.xlabel('x1')
    plt.ylabel('x2')
    plt.legend()
    plt.show()

if __name__ == '__main__':
    x1 = [0, 0]
    x2 = [0, 1]
    x3 = [1, 0]
    x4 = [1, 1]
    class1 = [x1, x2]
    class2 = [x3, x4]

    x1 = get_zgxl(x1, 1)
    x2 = get_zgxl(x2, 1)
    x3 = get_zgxl(x3, -1)
    x4 = get_zgxl(x4, -1)
    x_data = [x1, x2, x3, x4]
    # print(x_data)

    w1 = np.zeros((3, 1))  # 初始值w1为列向量
    #print('w1:' + str(w1) + '\n')

    update_w = w1
    update_w, wTx_list = fit_one(update_w, x1, x2, x3, x4)

    count = 0
    iter_number = 0

    for wTx in wTx_list:
        if wTx > 0:
            count += 1
        if count < 4:
            update_w, wTx_list = fit_one(update_w, x1, x2, x3, x4)
            iter_number += 1
        else:
            break

    print('迭代次数为:' + str(iter_number))
    print('迭代终止时的w:'+'\n' + str(update_w))
    #print(wTx_list)
    draw_plot(class1, class2, update_w)

到此这篇关于详解如何用Python实现感知器算法的文章就介绍到这了,更多相关Python实现感知器算法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 中的jieba分词库

    python 中的jieba分词库

    这篇文章主要介绍了python中的jieba分词库,jieba 库是优秀的中文分词第三方库,中文文本需要通过分词获得单个的词语,下面文章的的详细内容,需要的朋友可以参考一下
    2021-11-11
  • 学Python 3的理由和必要性

    学Python 3的理由和必要性

    在本篇文章里小编给大家整理的是关于学Python 3的理由的优势,有兴趣的朋友们跟着学习参考下。
    2019-11-11
  • Elasticsearch映射字段数据类型及管理

    Elasticsearch映射字段数据类型及管理

    这篇文章主要介绍了Elasticsearch映射字段数据类型及管理的讲解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪
    2022-04-04
  • 分享五个超实用Python脚本,减少垃圾软件负担

    分享五个超实用Python脚本,减少垃圾软件负担

    今天给大家带来几个实用的python脚本工具,可以实现系统提示工具、文件夹清理工具等,这样就再也不用担心女朋友在电脑里安装垃圾软件啦
    2022-05-05
  • python os.rename实例用法详解

    python os.rename实例用法详解

    在本篇文章里小编给大家整理的是一篇关于python os.rename实例用法详解内容,有需要的朋友们可以学习下。
    2020-12-12
  • Python Pandas多种添加行列数据方法总结

    Python Pandas多种添加行列数据方法总结

    在进行数据分析时经常需要按照一定条件创建新的数据列,然后进行进一步分析,下面这篇文章主要给大家介绍了关于Python Pandas多种添加行列数据方法的相关资料,需要的朋友可以参考下
    2022-07-07
  • Python基础之注释的用法

    Python基础之注释的用法

    今天给大家带来的是关于Python的相关知识,文章围绕着Python注释的用法展开,文中有非常详细的介绍及代码示例,需要的朋友可以参考下
    2021-06-06
  • Python中使用asyncio 封装文件读写

    Python中使用asyncio 封装文件读写

    本文主要给大家简单讲解如何用 asyncio.Future 对象来封装文件的异步读写。有需要的小伙伴可以参考下
    2016-09-09
  • 在PyCharm中接入deepseek的API的各种方法

    在PyCharm中接入deepseek的API的各种方法

    本文详细介绍了在PyCharm中接入DeepSeek API的步骤,包括获取API密钥、安装库、编写代码、运行和调试、处理响应以及可选的封装为函数或类,此外,还提供了替代的调用方法,感兴趣的小伙伴跟着小编一起来看看吧
    2025-02-02
  • django 微信网页授权认证api的步骤详解

    django 微信网页授权认证api的步骤详解

    这篇文章主要介绍了django 微信网页授权认证api的步骤详解,本文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