使用Tensorflow训练神经网络模型

最近正在入坑机器学习，前期以读代码为主。买了一本才云科技郑泽宇的书，叫做《Tensorflow，实战Google深度学习框架》，觉得很适合入门的小菜鸟，拿出来跟大家分享下。

下面是第一个完整的训练神经网络模型的代码，里面综合了作者和我在网上查到的其他人关于代码的解读。整理之后如下：

 

#-*-coding:UTF-8-*-
import tensorflow as tf
#通过numpy工具包生成模拟数据集
from numpy.random import RandomState

#BATCH_SIZE这是定义的一个数量，即一次训练模型，投入的样例数，按理说应该是一次投入所有训练数据的  
#但是实际操作中一次投入太多数据，会导致电脑死机，因此只好对投入样例数，进行限制
batch_size = 8

#定义神经网络的参数：权重w ，stddev=1代表标准差=1，seed随机数种子，设置后每次产生的数字都相同 
w1= tf.Variable(tf.random_normal([2, 3], stddev=1, seed=1))
w2= tf.Variable(tf.random_normal([3, 1], stddev=1, seed=1))

#我们使用 tf.placeholder() 创建占位符（占位符并没有初始值，它只会分配必要的内存)，
#在 session.run()过程中再投递数据，可以使用 feed_dict 馈送数据。
#在shape的一个维度上使用none，不能确定值的形状时，用None表示
x = tf.placeholder(tf.float32, shape=(None, 2), name="x-input")
y_= tf.placeholder(tf.float32, shape=(None, 1), name='y-input')

#定义前向传播过程
a = tf.matmul(x, w1)
y = tf.matmul(a, w2)
#定义损失函数（交叉熵）
#tf.clip_by_value(A, min, max)：输入一个张量A，把A中的每一个元素的值都压缩在min和max之间。
#小于min的让它等于min，大于max的元素的值等于max。
cross_entropy = -tf.reduce_mean(y_ * tf.log(tf.clip_by_value(y, 1e-10, 1.0))) 
#反向传播算法tf.train.AdamOptimizer实现了Adam算法的优化器（随机梯度下降算法的扩展式） 
train_step = tf.train.AdamOptimizer(0.001).minimize(cross_entropy)

#生成模拟数据  
#randomState 函数中数字1,相当于一个seed种子，每次产生的随机数都是相同的  
rdm=RandomState(1)  
#产生一个128行×2列的随机矩阵  
X=rdm.rand(128,2)  
#产生一个布尔型结果矩阵128×1 ，定义规则来给出样本的标签。在这里所有x1+x2<1的样例都被视为正样本
#在这里1代表正样本，0代表负样本，大部分的分类问题的神经网络都采用0和1的表示方法 
Y=[[int(x0+x1)<1] for(x0,x1)in X]

#创建一个会话来运行Tensorflow程序，反复运行反向传播  
#tf中运行必须放在session对象中，且运行过后，要关闭session
with tf.Session()as sess:  
    #初始化变量，也就是上面的Variable变量  
    init_op=tf.initialize_all_variables()  
    sess.run(init_op)  
    # 输出目前（未经训练）的参数取值  
    #这里为何还要使用sess.run(w1)来进行操作？  
    #因为此时w1还是个变量，是个对象，直接打印出来是对象的地址  
    print "w1:\n",sess.run(w1)  
    print "w2:\n",sess.run(w2)  
    print "\n" 
  
    # 训练模型。
    #设定训练的轮数
    STEPS = 5000
    for i in range(STEPS):
    #每次选取batch_size个样本进行训练
        start = (i*batch_size) % 128
        end = (i*batch_size) % 128 + batch_size
    #通过选取的样本训练神经网络并更新参数
        sess.run(train_step, feed_dict={x: X[start:end], y_: Y[start:end]})
    #每隔一段时间计算在所有数据上的交叉熵并输出
        if i % 1000 == 0:
            total_cross_entropy = sess.run(cross_entropy, feed_dict={x: X, y_: Y})
            print("After %d training step(s), cross entropy on all data is %g" % (i, total_cross_entropy))
    
    # 输出训练后的参数取值。
    print "\n"
    print "w1:", sess.run(w1)
    print "w2:", sess.run(w2)