TensorFlow基础实验

一、TensorFlow安装

在Windows系统下进行安装,cmd进入命令控制窗,输入命令利用豆瓣网的镜像下载安装TensorFlow包

python -m pip install tensorflow -i https://pypi.douban.com/simple

输入import tensorflow as tf 若不报错,则安装成功。

二、TensorFlow基本操作

3.打开basic-operations.py文件,编写tensorflow基础操作代码。Python环境,使用import导入TensorFlow模块,别名为tf。

1. import tensorflow as tf  

2. import os  

3. os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"]="0"  

4.构造计算图,创建两个常量节点a,b,值分别为2,3,代码如下:

1. a=tf.constant(2)  

2. b=tf.constant(3)  

5.创建一个Session会话对象,调用run方法,运行计算图。

1. with tf.Session() as sess:  

2.     print("a:%i" % sess.run(a),"b:%i" % sess.run(b))  

3.     print("Addition with constants: %i" % sess.run(a+b))  

4.     print("Multiplication with constant:%i" % sess.run(a*b))  

6.代码编写完毕,在basic-operations.py文件内,点击右键=》Run ‘basic-operations’,执行basic-operations.py文件。

7.运行结果为:

8.使用变量Variable构造计算图a,b

1. a=tf.placeholder(tf.int16)  

2. b=tf.placeholder(tf.int16)  

9.使用tf中的add,multiply函数对a,b进行求和与求积操作。

1. add=tf.add(a,b)  

2. mul=tf.multiply(a,b)  

10.创建一个Session会话对象,调用run方法,运行计算图。

1. with tf.Session() as sess:  

2.     print("Addition with variables: %i" % sess.run(add,feed_dict={a:2,b:3}))  

3.     print("Multiplication with variables: %i" % sess.run(mul,feed_dict={a:2,b:3}))  

11.将步骤8,9,10的代码追加到basic-operations.py文件中。运行basic-operations.py文件,运行结果为

12.构造计算图,创建两个矩阵常量节点matrix1,matrix2,值分别为[[3.,3.]],[[2.],[2.]],代码如下:

1. matrix1=tf.constant([[3.,3.]])  

2. matrix2=tf.constant([[2.],[2.]])  

13.构造矩阵乘法运算,

1. product=tf.matmul(matrix1,matrix2)  

14.创建一个Session会话对象,调用run方法,运行计算图。

with tf.Session() as sess:

1. result=sess.run(product)  

2. print(result)  

15.将步骤12,13,14的代码追加basic-operations.py文件中。运行basic_operations.py文件,总的运行结果:

完整代码如下:

import tensorflow as tf
import os
os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"]="0"
tf.compat.v1.disable_eager_execution()

# a = tf.constant(2)
# b = tf.constant(3)
# with tf.compat.v1.Session() as sess:
#     print("a:%i" % sess.run(a), "b:%i" % sess.run(b))
#     print("Addition with constants: %i" % sess.run(a + b))
#     print("Multiplication with constant:%i" % sess.run(a * b))

# a = tf.compat.v1.placeholder(tf.int16)
# b = tf.compat.v1.placeholder(tf.int16)
# add = tf.add(a,b)
# mul = tf.multiply(a,b)
# with tf.compat.v1.Session() as sess:
#     print("Addition with variables: %i" % sess.run(add,feed_dict={a:2,b:3}))
#     print("Multiplication with variables: %i" % sess.run(mul, feed_dict={a: 2, b: 3}))

matrix1=tf.constant([[3.,3.]])
matrix2=tf.constant([[2.],[2.]])
product=tf.matmul(matrix1,matrix2)
with tf.compat.v1.Session() as sess:
    result=sess.run(product)
    print(result)

三、TensorFlow线性回归

3.打开linear_regression.py文件,编写tensorflow线性回归代码。导入实验所需要的模块

1. import tensorflow as tf  

2. import numpy as np  

3. import matplotlib.pyplot as plt  

4. import os  

5. os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"]="0"  

4.设置训练参数,learning_rate=0.01,training_epochs=1000,display_step=50。

1. learning_rate=0.01  

2. training_epochs=1000  

3. display_step=50  

5.创建训练数据

1. train_X=np.asarray([3.3,4.4,5.5,6.71,6.93,4.168,9.779,6.182,7.59,2.167,  

2.                     7.042,10.791,5.313,7.997,5.654,9.27,3.1])  

3. train_Y=np.asarray([1.7,2.76,2.09,3.19,1.694,1.573,3.366,2.596,2.53,1.221,  

4.                     2.827,3.465,1.65,2.904,2.42,2.94,1.3])  

5. n_samples=train_X.shape[0]  

6.构造计算图,使用变量Variable构造变量X,Y,代码如下:

1. X=tf.placeholder("float")  

2. Y=tf.placeholder("float")  

7.设置模型的初始权重

1. W=tf.Variable(np.random.randn(),name="weight")  

2. b=tf.Variable(np.random.randn(),name='bias')  

8.构造线性回归模型

1. pred=tf.add(tf.multiply(X,W),b)  

9.求损失函数,即均方差

1. cost=tf.reduce_sum(tf.pow(pred-Y,2))/(2*n_samples)  

10.使用梯度下降法求最小值,即最优解

1. optimizer=tf.train.GradientDescentOptimizer(learning_rate).minimize(cost)  

11.初始化全部变量

1. init =tf.global_variables_initializer()  

12.使用tf.Session()创建Session会话对象,会话封装了Tensorflow运行时的状态和控制。

1. with tf.Session() as sess:  

2.     sess.run(init)  

13.调用会话对象sess的run方法,运行计算图,即开始训练模型。

1. #Fit all training data  

2. for epoch in range(training_epochs):  

3.     for (x,y) in zip(train_X,train_Y):  

4.         sess.run(optimizer,feed_dict={X:x,Y:y})  

5.  

6.     #Display logs per epoch step  

7.     if (epoch+1) % display_step==0:  

8.         c=sess.run(cost,feed_dict={X:train_X,Y:train_Y})  

9.         print("Epoch:" ,'%04d' %(epoch+1),"cost=","{:.9f}".format(c),"W=",sess.run(W),"b=",sess.run(b))  

14.打印训练模型的代价函数。

1. training_cost=sess.run(cost,feed_dict={X:train_X,Y:train_Y})  

2.     print("Train cost=",training_cost,"W=",sess.run(W),"b=",sess.run(b))  

15.可视化,展现线性模型的最终结果。

1. plt.plot(train_X,train_Y,'ro',label='Original data')  

2. plt.plot(train_X,sess.run(W)*train_X+sess.run(b),label="Fitting line")  

3. plt.legend()  

4. plt.show()  

16.完整代码如下:

1. import tensorflow as tf  

2. import numpy as np  

3. import matplotlib.pyplot as plt  

4. import os  

5. os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"]="0"  

6. #Parameters  

7. learning_rate=0.01  

8. training_epochs=1000  

9. display_step=50  

10. #training Data  

11. train_X=np.asarray([3.3,4.4,5.5,6.71,6.93,4.168,9.779,6.182,7.59,2.167,  

12.                     7.042,10.791,5.313,7.997,5.654,9.27,3.1])  

13. train_Y=np.asarray([1.7,2.76,2.09,3.19,1.694,1.573,3.366,2.596,2.53,1.221,  

14.                     2.827,3.465,1.65,2.904,2.42,2.94,1.3])  

15. n_samples=train_X.shape[0]  

16. #tf Graph Input  

17. X=tf.placeholder("float")  

18. Y=tf.placeholder("float")  

19. #Set model weights  

20. W=tf.Variable(np.random.randn(),name="weight")  

21. b=tf.Variable(np.random.randn(),name='bias')  

22. #Construct a linear model  

23. pred=tf.add(tf.multiply(X,W),b)  

24. #Mean squared error  

25. cost=tf.reduce_sum(tf.pow(pred-Y,2))/(2*n_samples)  

26. # Gradient descent  

27. optimizer=tf.train.GradientDescentOptimizer(learning_rate).minimize(cost)  

28. #Initialize the variables  

29. init =tf.global_variables_initializer()  

30. #Start training  

31. with tf.Session() as sess:  

32.     sess.run(init)  

33.     #Fit all training data  

34.     for epoch in range(training_epochs):  

35.         for (x,y) in zip(train_X,train_Y):  

36.             sess.run(optimizer,feed_dict={X:x,Y:y})  

37.         #Display logs per epoch step  

38.         if (epoch+1) % display_step==0:  

39.             c=sess.run(cost,feed_dict={X:train_X,Y:train_Y})  

40.             print("Epoch:" ,'%04d' %(epoch+1),"cost=","{:.9f}".format(c),"W=",sess.run(W),"b=",sess.run(b))  

41.     print("Optimization Finished!")  

42.     training_cost=sess.run(cost,feed_dict={X:train_X,Y:train_Y})  

43.     print("Train cost=",training_cost,"W=",sess.run(W),"b=",sess.run(b))  

44.     #Graphic display  

45.     plt.plot(train_X,train_Y,'ro',label='Original data')  

46.     plt.plot(train_X,sess.run(W)*train_X+sess.run(b),label="Fitting line")  

47.     plt.legend()  

48.     plt.show()  

17.代码编写完毕,在linear_regression.py文件内,点击右键=》Run ‘linear_regression’,执行linear_regression.py文件。

18.运行结果为:

 

 完整代码如下:

import tensorflow as tf
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import os
os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"]="0"
tf.compat.v1.disable_eager_execution()
learning_rate=0.01
training_epochs=1000
display_step=50
train_X=np.asarray([3.3,4.4,5.5,6.71,6.93,4.168,9.779,6.182,7.59,2.167,7.042,10.791,5.313,7.997,5.654,9.27,3.1])
train_Y=np.asarray([1.7,2.76,2.09,3.19,1.694,1.573,3.366,2.596,2.53,1.221,2.827,3.465,1.65,2.904,2.42,2.94,1.3])
n_samples=train_X.shape[0]
X=tf.compat.v1.placeholder("float")
Y=tf.compat.v1.placeholder("float")
W=tf.Variable(np.random.randn(),name="weight")
b=tf.Variable(np.random.randn(),name="bias")
pred=tf.add(tf.multiply(X,W),b)
cost=tf.reduce_sum(tf.pow(pred-Y,2))/(2*n_samples)
optimizer=tf.compat.v1.train.GradientDescentOptimizer(learning_rate).minimize(cost)
init=tf.compat.v1.global_variables_initializer()
with tf.compat.v1.Session() as sess:
    sess.run(init)
    #Fit all training data  
    for epoch in range(training_epochs):
        for (x,y) in zip(train_X,train_Y):
            sess.run(optimizer,feed_dict={X:x,Y:y})
            #Display logs per epoch step  
        if (epoch+1) % display_step==0:
            c=sess.run(cost,feed_dict={X:train_X,Y:train_Y})
            print("Epoch:" ,'%04d' %(epoch+1),"cost=","{:.9f}".format(c),"W=",sess.run(W),"b=",sess.run(b))
    print("Optimization Finished!")
    training_cost=sess.run(cost,feed_dict={X:train_X,Y:train_Y})
    print("Train cost=",training_cost,"W=",sess.run(W),"b=",sess.run(b))
    #Graphic display
    plt.plot(train_X, train_Y, 'ro', label='Original data')
    plt.plot(train_X, sess.run(W) * train_X + sess.run(b), label="Fitting line")
    plt.legend()
    plt.show()

 

posted @ 2021-01-05 11:08  .HAHA  阅读(259)  评论(0编辑  收藏  举报