RuntimeWarning: overflow encountered in exp

今天在sigmoid 函数中使用 numpy.exp 的时候,遇到了 RuntimeWarning: overflow encountered in exp ,看到其他人的博客里面的解决方法。

# https://www.cnblogs.com/zhhy236400/p/9873322.html
def sigmoid(inx):
    if inx>=0:      #对sigmoid函数的优化,避免了出现极大的数据溢出
        return 1.0/(1+exp(-inx))
    else:
        return exp(inx)/(1+exp(inx))

作者其实说清楚了,但是我自己看得时候,总觉得不太直观,差那么一点意思。于是就自己写一下。

f ( x ) = e x f(x) = e^x f(x)=ex 的函数如下图:
RuntimeWarning: overflow encountered in exp_第1张图片

x > = 0 x >= 0 x>=0 时, e x e^x ex x x x 增长比较快,就很容易上溢。

对于 sigmoid 函数,
s i g m o i d = 1 1 + e − x sigmoid = \frac{1}{1 + e^{-x}} sigmoid=1+ex1
如果在使用过程中 x < 0 x < 0 x<0 e − x e^{-x} ex 就非常容易上溢。

RuntimeWarning: overflow encountered in expsigmoid 本身没有关系,只和 e − x e^{-x} ex 有关。

  • x < 0 , 令 t = − x , 则 t > 0 , e t x < 0, 令 t = -x, 则t > 0, e^t x<0,t=x,t>0,et 就非常容易上溢出。
  • x > 0 , 令 t = − x , 则 t < 0 , e t ∈ ( 0 , 1 ) x > 0, 令 t = -x, 则t < 0, e^t \in (0, 1) x>0,t=x,t<0,et(0,1) 就不会有什么问题。


1 1 + e − x = e x e x + 1 \frac{1}{1 + e^{-x}} = \frac{e^x}{e^{x} + 1} 1+ex1=ex+1ex
那么就可以根据 x x x 是否大于零,来选择两个公式。

但是 x < 0 x < 0 x<0 时, e x e^x ex 同样有下溢的风险。
只是 numpy 报了 warning ,而 python 没有报而已,两者并没有任何差别。

参考:
https://www.cnblogs.com/zhhy236400/p/9873322.html

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