以下,複数のファイル構成になっていますので,ファイル間の 区切りを「---・・・」で示します. ------------------------makefile------------------ # # リンク # CFLAGS = -c -Wall -O2 OBJECT = per.o Bunrui.o Cons.o Dest.o Input.o Learn.o Pocket.o pgm: $(OBJECT) g++ $(OBJECT) -o per -lm # # コンパイル # per.o: perceptron.h per.cpp g++ $(CFLAGS) per.cpp Bunrui.o: Perceptron.h Bunrui.cpp g++ $(CFLAGS) Bunrui.cpp Cons.o: perceptron.h Cons.cpp g++ $(CFLAGS) Cons.cpp Dest.o: perceptron.h Dest.cpp g++ $(CFLAGS) Dest.cpp Input.o: perceptron.h Input.cpp g++ $(CFLAGS) Input.cpp Learn.o: perceptron.h Learn.cpp g++ $(CFLAGS) Learn.cpp Pocket.o: perceptron.h Pocket.cpp g++ $(CFLAGS) Pocket.cpp ------------------------入力ファイル-------------- 最大試行回数 100 入力セルの数 2 訓練例の数 4 乱数 123 入力データファイル or.dat ------------------------or.dat-------------------- OR演算の訓練例.最後のデータが目標出力値 -1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 1 1 1 1 ------------------------perceptron.h-------------- /******************************/ /* Perceptronクラスの定義 */ /******************************/ class Perceptron { long max; // 最大学習回数 long n; // 訓練例の数 long p; // 入力セルの数 long *W_p; // 重み(ポケット) long *W; // 重み long **E; // 訓練例 long *C; // 各訓練例に対する正しい出力 public: Perceptron(long, long, long, long); ~Perceptron(); long Bunrui(); void Input(char *); void Learn(int, char *name = ""); long Pocket(long *); }; ------------------------constructor--------------- /**********************/ /* コンストラクタ */ /**********************/ #include #include "perceptron.h" void srand48(long); Perceptron::Perceptron(long max_i, long n_i, long p_i, long seed) { long i1; /* 設定 */ max = max_i; n = n_i; p = p_i; srand48(seed); /* 領域の確保 */ E = new long * [n]; for (i1 = 0; i1 < n; i1++) E[i1] = new long [p+1]; W_p = new long [p+1]; W = new long [p+1]; C = new long [n]; } ------------------------destructor---------------- /********************/ /* デストラクタ */ /********************/ #include "perceptron.h" Perceptron::~Perceptron() { int i1; for (i1 = 0; i1 < n; i1++) delete [] E[i1]; delete [] E; delete [] W_p; delete [] W; delete [] C; } ------------------------Bunrui.cpp---------------- /**********************************************/ /* 訓練例の分類 */ /* return : 正しく分類した訓練例の数 */ /**********************************************/ #include "perceptron.h" long Perceptron::Bunrui() { long i1, i2, num = 0, s; for (i1 = 0; i1 < n; i1++) { s = 0; for (i2 = 0; i2 <= p; i2++) s += W[i2] * E[i1][i2]; if ((s > 0 && C[i1] > 0) || (s < 0 && C[i1] < 0)) num++; } return num; } ------------------------Input.cpp----------------- /******************************/ /* 学習データの読み込み */ /* name : ファイル名 */ /******************************/ #include #include "perceptron.h" void Perceptron::Input(char *name) { long i1, i2; FILE *st; st = fopen(name, "r"); fscanf(st, "%*s"); for (i1 = 0; i1 < n; i1++) { E[i1][0] = 1; for (i2 = 1; i2 <= p; i2++) fscanf(st, "%ld", &E[i1][i2]); fscanf(st, "%ld", &C[i1]); } fclose(st); } ------------------------Learn.cpp----------------- /*************************************/ /* 学習と結果の出力 */ /* pr : =0 : 画面に出力 */ /* =1 : ファイルに出力 */ /* name : 出力ファイル名 */ /*************************************/ #include #include "perceptron.h" void Perceptron::Learn(int pr, char *name) { long i1, i2, n_tri, num, s; FILE *out; n_tri = Pocket(&num); if (pr == 0) out = stdout; else out = fopen(name, "w"); fprintf(out, "重み\n"); for (i1 = 0; i1 <= p; i1++) fprintf(out, "%5ld", W_p[i1]); fprintf(out, "\n"); fprintf(out,"分類結果\n"); for (i1 = 0; i1 < n; i1++) { s = 0; for (i2 = 0; i2 <= p; i2++) s += E[i1][i2] * W_p[i2]; if (s > 0) s = 1; else s = (s < 0) ? -1 : 0; for (i2 = 1; i2 <= p; i2++) fprintf(out, "%2ld", E[i1][i2]); fprintf(out, " Cor %2ld Res %2ld\n", C[i1], s); } if (n == num) printf(" !!すべてを分類(試行回数:%ld)\n", n_tri); else printf(" !!%ld 個を分類\n", num); } ------------------------Pocket.cpp---------------- /************************************************/ /* Pocket Algorith with Ratcet */ /* num_p : 正しく分類した訓練例の数 */ /* return : =0 : 最大学習回数 */ /* >0 : すべてを分類(回数) */ /************************************************/ #include #include "perceptron.h" double drand48(); long Perceptron::Pocket(long *num_p) { long count = 0, i1, k, num, run = 0, run_p = 0, s, sw = -1; /* 初期設定 */ *num_p = 0; for (i1 = 0; i1 <= p; i1++) W[i1] = 0; /* 実行 */ while (sw < 0) { count++; if (count > max) sw = 0; else { // 訓練例の選択 k = (long)(drand48() * n); if (k >= n) k = n - 1; // 出力の計算 s = 0; for (i1 = 0; i1 <= p; i1++) s += W[i1] * E[k][i1]; // 正しい分類 if ((s > 0 && C[k] > 0) || (s < 0 && C[k] < 0)) { run++; if (run > run_p) { num = Bunrui(); if (num > *num_p) { *num_p = num; run_p = run; for (i1 = 0; i1 <= p; i1++) W_p[i1] = W[i1]; if (num == n) sw = count; } } } // 誤った分類 else { run = 0; for (i1 = 0; i1 <= p; i1++) W[i1] += C[k] * E[k][i1]; } } } return sw; } ------------------------main---------------------- /***************************************/ /* パーセプトロン学習 */ /* (Pocket Algorith with Ratcet) */ /* coded by Y.Suganuma */ /***************************************/ #include #include #include "perceptron.h" /**********************/ /* 乱数の初期設定 */ /**********************/ void srand48(long seed) { srand((int)seed); } /**********************************/ /* [0, 1]区間の一様乱数の発生 */ /* rerutn : 乱数 */ /**********************************/ double drand48() { double x; while ((x = (double)rand() / RAND_MAX) == 0.0) ; return x; } /********************/ /* main program */ /********************/ int main(int argc, char *argv[]) { long max, n, p, seed; char name[100]; FILE *st; if (argc > 1) { // 基本データの入力 st = fopen(argv[1], "r"); fscanf(st, "%*s %ld %*s %ld %*s %ld %*s %ld", &max, &p, &n, &seed); fscanf(st, "%*s %s", name); fclose(st); // ネットワークの定義 Perceptron net(max, n, p, seed); net.Input(name); // 学習と結果の出力 if (argc == 2) net.Learn(0); else net.Learn(1, argv[2]); } else { printf("***error 入力データファイル名を指定して下さい\n"); exit(1); } return 0; }