【Pytorch实战(三)】线性回归

一、使用函数求解最小二乘的权重

最小二乘法是一种最基本的线性回归方法,使用torch.lstsq直接实现最小二乘法的代码如下:

import torch

x = torch.tensor([[1., 2., 1.], [2., 4., 1.], [3., 5., 1.], [4., 2., 1.], [4., 4., 1.]])
y = torch.tensor([-12., 13., 15., 14., 18.])

wr, _ = torch.lstsq(y, x)   # 返回2个值
w = wr[: 3]    # 因为x大小为(5,3)所以,取wr的前3个元素为所得权重
print(w)
  • 此外,也可套用正规方程,代入数据直接得到结果

二、使用优化器实现线性回归

import torch
import torch.nn
import torch.optim

x = torch.tensor([[1., 2., 1.], [2., 4., 1.], [3., 5., 1.], [4., 2., 1.], [4., 4., 1.]])
y = torch.tensor([-12., 13., 15., 14., 18.])
w = torch.zeros(3, requires_grad=True)

L = torch.nn.MSELoss()
optimizer = torch.optim.Adam([w, ],)

for step in range(30001):
    if step:
        optimizer.zero_grad()
        loss.backward()
        optimizer.step()
    pred = torch.mv(x, w)
    loss = L(pred, y)
    if step % 1000 == 0:
        print('step = {}, loss = {}, W = {}'.format(step, loss, w.tolist()))

三、使用torch.nn.Linear实现线性回归

import torch
import torch.nn
import torch.optim

x = torch.tensor([[1., 2., 1.], [2., 4., 1.], [3., 5., 1.], [4., 2., 1.], [4., 4., 1.]])
y = torch.tensor([-12., 13., 15., 14., 18.]).reshape(-1, 1)

fc = torch.nn.Linear(3, 1)
L = torch.nn.MSELoss()
optimiter = torch.optim.Adam(fc.parameters())
w, b = fc.parameters()

for step in range(30001):
    if step:
        optimiter.zero_grad()
        loss.backward()
        optimiter.step()
    pred = fc(x)
    loss = L(pred, y)
    if step % 1000 == 0:
        print('step = {}, loss = {}, w = {}, b= {}'.format(step, loss, w.tolist(), b.item()))

四、其他

  • 以上均为一元线性回归,多元线性回归同理
  • 二、三、中均使用与最小二乘法相对应的MSE损失torch.nn.MSELoss(),此外还有L1损失torch.nn.L1Loss和SmoothL1损失torch.nn.SmoothL1Loss

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