梯度下降算法 (Gradient Descent)——Python
2023-04-08 21:10 作者:評論秒回的know634 | 我要投稿
梯度下降算法是一種用于優(yōu)化函數(shù)的迭代算法。它的基本思想是在每一次迭代中,根據(jù)當(dāng)前位置的梯度方向(即函數(shù)在該位置處的變化率)更新自變量,使函數(shù)值逐漸逼近最小值。
具體來說,對于一個連續(xù)可導(dǎo)的目標(biāo)函數(shù),梯度下降算法的更新公式如下:
其中,表示在迭代輪數(shù) $t$ 時的自變量取值,
表示在點
處的函數(shù)梯度(即各個自變量的偏導(dǎo)數(shù)向量),
是學(xué)習(xí)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過不斷迭代,從而讓函數(shù)值不斷逼近局部最小值(或全局最小值),在實際應(yīng)用中,通常需要考慮如何選擇學(xué)習(xí)率以及如何確定停止迭代的條件等問題。
下面是一個使用Python實現(xiàn)梯度下降算法的示例代碼,該代碼使用了Numpy庫計算函數(shù)梯度:
其中,f
和 grad_f
分別是目標(biāo)函數(shù)及其梯度的函數(shù)句柄,x0
是初始點,alpha
是學(xué)習(xí)率,epsilon
是收斂精度,max_iter
是最大迭代次數(shù)。在每一次迭代中,該代碼通過計算梯度更新當(dāng)前點 x
,并檢查更新前后的自變量差值是否小于 epsilon
,如果是則認(rèn)為已經(jīng)收斂,停止迭代。最后返回更新后的點 x
。
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