直接上代码,注释已经很清楚了。
# coding=gbk
import torch
import torch.utils.data as Data
import torch.nn.functional as F
import matplotlib.pyplot as plt
LR = 0.01
BATCH_SIZE = 32
EPOCH = 12
# 伪数据
x = torch.unsqueeze(torch.linspace(-1, 1, 1000), dim=1)
y = x.pow(2) + 0.1*torch.normal(torch.zeros(*x.size()))
# 可视化数据
plt.scatter(x.numpy(), y.numpy())
plt.show()
# 将数据处理成torch可用的数据
torch_dataset = Data.TensorDataset(x, y)
loader = Data.DataLoader(dataset=torch_dataset, batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True, num_workers=2,)
# 默认的神经网络格式
class Net(torch.nn.Module):
def __init__(self): #搭建层所需要的信息,定义层的关系。
super(Net, self).__init__() #继承关系
self.hidden = torch.nn.Linear(1, 20) # 隐藏层
self.predict = torch.nn.Linear(20, 1) # 输出层
def forward(self, x): #搭建网络结构
x = F.relu(self.hidden(x)) # 隐藏层激活函数
x = self.predict(x) # 线性输出
return x
if __name__ == '__main__':
# 为不同的优化器搭建一个网络结构
net_SGD = Net()
net_Momentum = Net()
net_RMSprop = Net()
net_Adam = Net()
nets = [net_SGD, net_Momentum, net_RMSprop, net_Adam]
# 不同的优化器
opt_SGD = torch.optim.SGD(net_SGD.parameters(), lr=LR)
opt_Momentum = torch.optim.SGD(net_Momentum.parameters(), lr=LR, momentum=0.8)
opt_RMSprop = torch.optim.RMSprop(net_RMSprop.parameters(), lr=LR, alpha=0.9)
opt_Adam = torch.optim.Adam(net_Adam.parameters(), lr=LR, betas=(0.9, 0.99))
optimizers = [opt_SGD, opt_Momentum, opt_RMSprop, opt_Adam]
loss_func = torch.nn.MSELoss() # 线性拟合问题用均方误差即可
losses_his = [[], [], [], []] # 记录误差,用于画图
# 对每个优化器, 优化属于它的神经网络
for epoch in range(EPOCH):
print('Epoch: ', epoch)
for step, (b_x, b_y) in enumerate(loader): # 训练的每一步
for net, opt, l_his in zip(nets, optimizers, losses_his):
output = net(b_x) # 依次给每个网络
loss = loss_func(output, b_y) # 计算每一个网络的损失值
opt.zero_grad() # 为下一次训练清楚梯度信息
loss.backward() # 反向传播,计算梯度
opt.step() # 更新参数
l_his.append(loss.data.numpy()) # 记录每次损失
'''
SGD 是最普通的优化器, 也可以说没有加速效果, 而 Momentum 是 SGD 的改良版,
它加入了动量原则. 后面的 RMSprop 又是 Momentum 的升级版. 而 Adam 又是 RMSprop 的升级版.
不过从这个结果中我们看到, Adam 的效果似乎比 RMSprop 要差一点. 所以说并不是越先进的优化器,
结果越佳. 我们在自己的试验中可以尝试不同的优化器, 找到那个最适合你数据/网络的优化器.
'''
labels = ['SGD', 'Momentum', 'RMSprop', 'Adam']
for i, l_his in enumerate(losses_his):
plt.plot(l_his, label=labels[i])
plt.legend(loc='best')
plt.xlabel('Steps')
plt.ylabel('Loss')
plt.ylim((0, 0.2))
plt.show()
结果: