初探神经网络:QT下建立BP网络模型

环境：

主机:WIN7

开发环境:Qt

实现功能：

建立了细胞类以及BP网络类.BP神经网络为3层结构:输入层,隐藏层,输出层.

说明：

1.细胞模型

初探神经网络:QT下建立BP网络模型

2.BP网络模型

初探神经网络:QT下建立BP网络模型

3.输入层细胞阈值为0,输出层细胞权值为1.

4.隐藏层传递函数为f(x) = 1 / (1 + e(-x))

5.需要载入的权文件名为w.txt,放在运行目录下,格式为每个数字一行.输入顺序为输入层细胞所有权,隐藏层细胞所有权.

6.需要载入的权阈值文件名为threshold.txt,放在运行目录下,格式为每个数字一行.输入顺序为隐藏层细胞所有阈值,输出层细胞所有阈值.

7.供BP网络学习的文件名为study.txt,放在运行目录下,格式为每个数字一行.输入顺序为第1次所有输入层细胞的输入,第1次所有输出层细胞的输出,第2次...

8.权值和阈值可以用提供的随机函数生成,范围是-1至1

源代码:

public.h:细胞及BP网络类头文件

#ifndef PUBLIC_H
#define PUBLIC_H
//头文件
#include <QWidget>
#include "qdebug.h"
#include "QFile"
#include "math.h"
#include <time.h>
//宏定义
//全局变量
//数据结构
//细胞
class _Cell
{
private:
//输入数
int num_in;
//输出数
int num_out;
//输入
double *pt_in;
//输出
double *pt_out;
//输出,不加权
double out_no_w;
//权
double *pt_w;
//阈值
double threshold;
//传递函数类型
int type_fun;
//传递函数
double fun(double x);
public:
//初始化
//num1:输入数
//num2:输出数
_Cell(int num1 = 0,int num2 = 0);
//设置输入数
void set_in_num(int num);
//设置输出数
void set_out_num(int num);
//返回输入数
int return_in_num();
//返回输出数
int return_out_num();
//返回权值
//num:指向的目标细胞
double return_w(int num);
//返回当前阈值
double return_threshold();
//返回输入
//num为第num个输入
double return_in(int num);
//设置输入
void set_in(double a,int num);
//设置阈值
void set_threshold(double a);
//设置权
void set_w(double a,int num);
//设置传递函数类型
void set_fun(int num);
//计算输出
void calc();
//返回输出
double output(int num);
//返回输出不加权
double output_no_w();
};
//BP网络
class _BP_Net
{
private:
//输入层细胞数
int num_in_layer;
//隐藏层细胞数
int num_hide_layer;
//输出层细胞数
int num_out_layer;
//输入层细胞指针
_Cell *pt_in_layer_cell;
//隐藏层细胞指针
_Cell *pt_hide_layer_cell;
//输出层细胞指针
_Cell *pt_out_layer_cell;
//学习速率
double g;
public:
//初始化
_BP_Net(int num_in = 0,int num_hide = 0,int num_out = 0);
//设置输入层细胞数
void set_num_in_layer(int num);
//设置隐藏层细胞数
void set_num_hide_layer(int num);
//设置输出层细胞数
void set_num_out_layer(int num);
//返回输入层细胞数
int return_num_in_layer();
//返回隐藏层细胞数
int return_num_hide_layer();
//返回输出层细胞数
int return_num_out_layer();
//返回权值
//i:层号,0输入层,1隐藏层,2输出层
//j:本层细胞号
//k:下一层细胞号
//失败返回-1
double return_w(int i,int j,int k);
//返回阈值
//i:层号,0输入层,1隐藏层,2输出层
//j:本层细胞号
//失败返回-1
double return_threshold(int i,int j);
//产生随机的权值,-1-1之间
void set_rand_w();
//产生随机的阈值,-1-1之间
void set_rand_threshold();
//设置输入层权值
//a:权值,i:细胞号,j:细胞对应输出
void set_in_layer_w(double a,int i,int j);
//设置隐藏层权值
//a:权值,i:细胞号,j:细胞对应输出
void set_hide_layer_w(double a,int i,int j);
//设置隐藏层阈值
//a:阈值,num:细胞号
void set_hide_layer_threshold(double a,int num);
//设置输出层阈值
//a:阈值,num:细胞号
void set_out_layer_threshold(double a,int num);
//设置学习速率
void set_g(double a);
//学习
//right为正确的值数组
void study(double *right);
//计算输出
void calc();
//返回输出
double output(int num);
//设置��入层细胞输入
void set_in(double a,int num);
};
//全局函数
//初始化
//归一化函数
//dst:目标数据
//min:最小值
//max:最大值
double mapminmax(double dst,double min,double max);
//反归一化
//dst:目标数据
//min:最小值
//max:最大值
double premapminmax(double dst,double min,double max);
//加载权值
//dir:目录,bp_net:神经网络
//成功返回1,失败返回-1
int load_w(QString dir,_BP_Net *bp_net);
//加载阈值
//dir:目录,bp_net:神经网络
//成功返回1,失败返回-1
int load_threshold(QString dir,_BP_Net *bp_net);
//写入权值
//dir:目录,bp_net:神经网络
//成功返回1,失败返回-1
int write_w(QString dir,_BP_Net *bp_net);
//写入阈值
//dir:目录,bp_net:神经网络
//成功返回1,失败返回-1
int write_threshold(QString dir,_BP_Net *bp_net);
//读取正确的值,并且学习
//dir:目录,bp_net:神经网络
//成功返回1,失败返回-1
int study(QString dir,_BP_Net *bp_net);
#endif // PUBLIC_H

初探神经网络:QT下建立BP网络模型

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