隨機(jī)梯度下降算法 (Stochastic Gradient Descent)——Python
隨機(jī)梯度下降算法 (Stochastic Gradient Descent) 是一種用于優(yōu)化模型參數(shù)的迭代算法,通常用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其他機(jī)器學(xué)習(xí)模型。該算法的核心思想是通過(guò)反復(fù)迭代來(lái)更新模型參數(shù),以最小化訓(xùn)練集上的損失函數(shù)。相比于批量梯度下降算法(BGD),隨機(jī)梯度下降算法不會(huì)使用整個(gè)訓(xùn)練集的數(shù)據(jù),而是在每次迭代中只使用一個(gè)樣本來(lái)計(jì)算梯度。這種做法使得隨機(jī)梯度下降算法具有更快的收斂速度和更低的內(nèi)存需求,但也使得參數(shù)更新更加不穩(wěn)定,需要更多的迭代次數(shù)才能達(dá)到最優(yōu)解。
以下是一個(gè)用Python實(shí)現(xiàn)隨機(jī)梯度下降算法的例子:
其中,X是一個(gè)??的矩陣,表示訓(xùn)練集中的?
?個(gè)樣本,每個(gè)樣本有?
?個(gè)特征。y是一個(gè)長(zhǎng)度為?
?的向量,表示訓(xùn)練集中每個(gè)樣本的標(biāo)簽。alpha是學(xué)習(xí)率,控制每次參數(shù)更新的步長(zhǎng)。num_iterations是迭代次數(shù)。該函數(shù)通過(guò)迭代更新theta,最終返回最優(yōu)的模型參數(shù)theta。
該實(shí)現(xiàn)中,每次迭代只使用一個(gè)樣本進(jìn)行參數(shù)更新,這就是隨機(jī)梯度下降算法的核心思想。如果需要使用多個(gè)樣本進(jìn)行參數(shù)更新,可以將代碼中的for循環(huán)改為對(duì)一個(gè)小批量樣本的循環(huán),即mini-batch gradient descent算法。