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梯度下降算法 (Gradient Descent)——Python

2023-04-08 21:10 作者:评论秒回的know634  | 我要投稿

梯度下降算法是一种用于优化函数的迭代算法。它的基本思想是在每一次迭代中,根据当前位置的梯度方向(即函数在该位置处的变化率)更新自变量,使函数值逐渐逼近最小值。

具体来说,对于一个连续可导的目标函数%20f(x),梯度下降算法的更新公式如下:

x_%7Bt%2B1%7D%3Dx_%7Bt%7D-%5Calpha%20%5Cnabla%20f(x_%7Bt%7D)

其中,x_t表示在迭代轮数 $t$ 时的自变量取值,%5Cnabla%20f(x_t)表示在点 x_t处的函数梯度(即各个自变量的偏导数向量),%5Calpha是学习率(learning rate),用于控制每一步的大小。

梯度下降算法的基本思想是通过不断迭代,从而让函数值不断逼近局部最小值(或全局最小值),在实际应用中,通常需要考虑如何选择学习率%5Calpha以及如何确定停止迭代的条件等问题。

下面是一个使用Python实现梯度下降算法的示例代码,该代码使用了Numpy库计算函数梯度:

其中,fgrad_f 分别是目标函数及其梯度的函数句柄,x0 是初始点,alpha 是学习率,epsilon 是收敛精度,max_iter 是最大迭代次数。在每一次迭代中,该代码通过计算梯度更新当前点 x,并检查更新前后的自变量差值是否小于 epsilon,如果是则认为已经收敛,停止迭代。最后返回更新后的点 x

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