一、Introduction

Perceptron can represent AND,OR,NOT

用初中的线性规划问题理解

异或的里程碑意义

想学的通透,先学历史!

据说在人工神经网络(artificial neural network, ANN)发展初期,由于无法实现对多层神经网络(包括异或逻辑)的训练而造成了一场ANN危机,到最后BP算法的出现,才让训练带有隐藏层的多层神经网络成为可能。因此异或的实现在ANN的发展史是也是具有里程碑意义的。异或之所以重要,是因为它相对于其他逻辑关系,例如与(AND), 或(OR)等,异或是线性不可分的。如下图:

要解决非线性可分问题,需考虑使用多层功能神经元. 例如下图中这个

简单的两层感知机就能解决异或问题。在图中,输出层与输入层之间的一

层神经元,被称为隐含层(hidden layer) ,隐含层和输出层神经元都是拥

有激活函数的功能神经元.

能解决异或问题的两层感知机

参考周志华老师西瓜书


二、Python 代码实现

异或肯定是不能通过一条直线区分的,因此单层网络无法实现异或,但两层(包含一个隐藏层)就可以了。

在实际应用中,异或门(Exclusive-OR gate, XOR gate)是数字逻辑中实现逻辑异或的逻辑门,这一函数能实现模为2的加法。因此,异或门可以实现计算机中的二进制加法。

可以有多种方法实现Xor功能,本代码采用的算法图示如下

将上图转化为神经网络层形式便于理解:



# ----------
#
# In this exercise, you will create a network of perceptrons that can represent
# the XOR function, using a network structure like those shown in the previous
# quizzes.
#
# You will need to do two things:
# First, create a network of perceptrons with the correct weights
# Second, define a procedure EvalNetwork() which takes in a list of inputs and
# outputs the value of this network.
#
# ---------- import numpy as np class Perceptron:
"""
This class models an artificial neuron with step activation function.
""" def __init__(self, weights = np.array([1]), threshold = 0):
"""
Initialize weights and threshold based on input arguments. Note that no
type-checking is being performed here for simplicity.
"""
self.weights = weights
self.threshold = threshold def activate(self, values):
"""
Takes in @param values, a list of numbers equal to length of weights.
@return the output of a threshold perceptron with given inputs based on
perceptron weights and threshold.
""" # First calculate the strength with which the perceptron fires
strength = np.dot(values,self.weights) # Then return 0 or 1 depending on strength compared to threshold
return int(strength >= self.threshold)#this row changed by myself # Part 1: Set up the perceptron network
Network = [ # input layer, declare input layer perceptrons here
[ Perceptron([1,0],1),Perceptron([1,1],2),Perceptron([0,1],1) ], \
# output node, declare output layer perceptron here
[ Perceptron([1, -2, 1], 1) ] ]
# Part 2: Define a procedure to compute the output of the network, given inputs
def EvalNetwork(inputValues, Network):
"""
Takes in @param inputValues, a list of input values, and @param Network
that specifies a perceptron network. @return the output of the Network for
the given set of inputs.
""" # MY MAIN CODE HERE # Be sure your output value is a single number #Method1 :
return Network[1][0].activate([p.activate(inputValues) for p in Network[0]])
# p is an instance of Perceptron.
# inner brackets -->input layer
# Network[1][0] -->Perceptron([1, -2, 1], 1) -- Only one element #Method2 :
# OutputValue = inputValues
# for layer in Network:
# OutputValue = map(lambda p:p.activate(OutputValue), layer)
# return OutputValue
## but warning:this method return a list ,not a single number
## to review Python Grammar? def test():
"""
A few tests to make sure that the perceptron class performs as expected.
"""
print "0 XOR 0 = 0?:", EvalNetwork(np.array([0,0]), Network)
print "0 XOR 1 = 1?:", EvalNetwork(np.array([0,1]), Network)
print "1 XOR 0 = 1?:", EvalNetwork(np.array([1,0]), Network)
print "1 XOR 1 = 0?:", EvalNetwork(np.array([1,1]), Network) if __name__ == "__main__":
test()

OUTPUT:

Running test()...
0 XOR 0 = 0?: 0
0 XOR 1 = 1?: 1
1 XOR 0 = 1?: 1
1 XOR 1 = 0?: 0
All done!

ANN神经网络——实现异或XOR (Python实现)的更多相关文章

  1. BP神经网络求解异或问题(Python实现)

    反向传播算法(Back Propagation)分二步进行,即正向传播和反向传播.这两个过程简述如下: 1.正向传播 输入的样本从输入层经过隐单元一层一层进行处理,传向输出层:在逐层处理的过程中.在输 ...

  2. 简单多层神经网络实现异或XOR

    最近在看<Neural Network Design_Hagan> 然后想自己实现一个XOR 的网络. 由于单层神经网络不能将异或的判定分为两类. 根据 a^b=(a&~b)|(~ ...

  3. ANN神经网络——Sigmoid 激活函数编程练习 (Python实现)

    # ---------- # # There are two functions to finish: # First, in activate(), write the sigmoid activa ...

  4. 目前所有的ANN神经网络算法大全

    http://blog.sina.com.cn/s/blog_98238f850102w7ik.html 目前所有的ANN神经网络算法大全 (2016-01-20 10:34:17) 转载▼ 标签: ...

  5. 【机器学习】神经网络实现异或(XOR)

    注:在吴恩达老师讲的[机器学习]课程中,最开始介绍神经网络的应用时就介绍了含有一个隐藏层的神经网络可以解决异或问题,而这是单层神经网络(也叫感知机)做不到了,当时就觉得非常神奇,之后就一直打算自己实现 ...

  6. OpenCV——ANN神经网络

    ANN-- Artificial Neural Networks 人工神经网络 //定义人工神经网络 CvANN_MLP bp; // Set up BPNetwork's parameters Cv ...

  7. 神经网络BP算法C和python代码

    上面只显示代码. 详BP原理和神经网络的相关知识,请参阅:神经网络和反向传播算法推导 首先是前向传播的计算: 输入: 首先为正整数 n.m.p.t,分别代表特征个数.训练样本个数.隐藏层神经元个数.输 ...

  8. 【xsy1147】 异或(xor) 可持久化trie

    我的脑回路可能比较奇怪. 我们对这些询问离线,将所得序列${a}$的后缀和建$n$棵可持久化$trie$. 对于一组询问$(l,r,x)$,我们在主席树上询问第$l$棵树$-$第r$+1$棵树中与$s ...

  9. 图片异或(xor)getflag

    题目地址:https://files.cnblogs.com/files/nul1/flag_enc.png.tar 这题是源于:网鼎杯minified 经过测试隧道红色最低通道异常.其余均正常.所以 ...

随机推荐

  1. J: Just for fun

    J: Just for fun 时间限制: 1 s      内存限制: 128 MB        题目描述 最近carryon在准备考研复习高数,复习到微分学的时候看到一个求曲面某点的切平面的问题 ...

  2. js计算数值

    1.丢弃小数部分,保留整数部分 parseInt(5/2) 2.向上取整,有小数就整数部分加1 Math.ceil(5/2) 3,四舍五入. Math.round(5/2) 4,向下取整 Math.f ...

  3. es6-函数的扩展

    /* * 1:函数参数的默认值 * */ !(() => { function f(x, y = 1, z = 1, g = 1) { console.log(x, y, z, g);//1,1 ...

  4. nodejs之socket.io 聊天实现

    写在前面:最近很火的“996”话题,可谓是引起一片热议,马老师说:能够996应该是幸运的,996是对奋斗者的一种机遇(记得不是很清楚).996缺少的是自己的空闲时间了,当我是空闲的时候偶尔996挺好的 ...

  5. less变量插值

    在使用less的过程中,我在background的中引用图片路径,希望先确定一个baseurl,然后再在url中使用拼接字符串的方式拼接,尝试多次,失败. 实际上less的变量插值是有自己的一套规则的 ...

  6. 关于ie8兼容性问题的处理

    1.replace将单引号变成双引号 var page=user.customConfig.replace(/\‘|’/ig,"\""); 兼容谷歌和ie var pag ...

  7. CentOS7下Django安装

    Django安装介绍 安装环境: CentOS7 安装Django比较简单,但需要安装其依赖的东西,还是需要一定时间的.我使用的环境是CentOS Linux release 7.3.1611. 内核 ...

  8. php根据IP获取所在省份-淘宝api接口

    这里用的file_put_contents,你也可以用别的,直接怼代码: //拼接传递的参数$ip = '175.12.53.12' $opts = array( 'http'=>array( ...

  9. MySql 模糊连接

    我们有时候会遇到比较扯的数据库设计,也可能处于某种原因,或当时特殊考虑,情况类似如下: 表A,主键Id: 表B,关联字段 = 表A的Id的逗号连接,如:1009,2393,1235 B表的一行,对应A ...

  10. RPA流程自动化-UIPath简介

    UiPath简介 转自: http://www.cnblogs.com/mxue/p/UiPath_To147_Road.html 最近RPA比较火,UiPath工具排名前几位并且免费试用,很多朋友们 ...