浅谈matplotlib 绘制梯度下降求解过程

时间:2021-05-22

机器学习过程中经常需要可视化,有助于加强对模型和参数的理解。

下面对梯度下降过程进行动图演示,可以修改不同的学习率,观看效果。

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltfrom IPython import displayX = 2*np.random.rand(100,1)y = 4+3*X+np.random.randn(100,1) # randn正态分布X_b = np.c_[np.ones((100,1)),X] # c_行数相等,左右拼接eta = 0.1 # 学习率n_iter = 1000 # 迭代次数m = 100 # 样本点个数theta = np.random.randn(2,1) # 参数初始值plt.figure(figsize=(8,6))mngr = plt.get_current_fig_manager() # 获取当前figure managermngr.window.wm_geometry("+520+520") # 调整窗口在屏幕上弹出的位置,注意写在打开交互模式之前# 上面固定窗口,方便screentogif定位录制,只会这种弱弱的方法plt.ion()# 打开交互模式plt.rcParams["font.sans-serif"] = "SimHei"# 消除中文乱码for iter in range(n_iter): plt.cla() # 清除原图像 gradients = 2/m*X_b.T.dot(X_b.dot(theta)-y) theta = theta - eta*gradients X_new = np.array([[0],[2]]) X_new_b = np.c_[np.ones((2,1)),X_new] y_pred = X_new_b.dot(theta) plt.axis([0,2,0,15]) plt.plot(X,y,"b.") plt.plot(X_new,y_pred,"r-") plt.title("学习率:{:.2f}".format(eta)) plt.pause(0.3) # 暂停一会 display.clear_output(wait=True)# 刷新图像plt.ioff()# 关闭交互模式 plt.show()


学习率:0.1,较合适


学习率:0.02,收敛变慢了


学习率:0.45,在最佳参数附近震荡


学习率:0.5,不收敛

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