anndlg.cpp

一个bp的VC源码

				m_nOutputLayerNumber = 0;
				
			
			}
			// 释放全局变量所占的内存
			m_matrixDataInput.InitializeZero ();
			m_matrixInputLayerValue.InitializeZero ();
			m_matrixHideLayerOutput.InitializeZero ();
			m_matrixOutputLayerOutput.InitializeZero ();
			m_nSystemError = 0;
			m_nTrainTimes = 0;
			m_nSystemErrorLevel = 1000;
			m_SystemErrorNew = 1000;
			m_SystemErrorOld = 1000;
			
			GetDlgItem(IDC_BUTTON_SIM)->EnableWindow(TRUE);
		}
	}

	else
	{
		return;
	}
	
}





void CANNDlg::NetworkInit(int nInputLayerNumber,
						  int nHideLayerNumber,
						  int nOutputLayerNumber,
						  CMatrix &matrixDataInput,
						  CMatrix &matrixInputLayerValue,
						  CMatrix &matrixInputToHideWeight,
						  CMatrix &matrixHideLayerThreshold,
						  CMatrix &matrixHideToOutputWeight,
						  CMatrix &matrixOutputLayerThreshold)
{
	// 从读入的数据得到样本的输入值并随机生成小权值的初始化(用于训练样本)
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// 构造输入层元素的矩阵
	// 构造规则:
	//		1. 样本数目做为矩阵的行数;
	//		2. 单个样本的输入层的数目做为矩阵的列数;
	//		3. 矩阵中的元素即为对应的输入层的值
	//
	
	CMatrix cMatrixInputLayerValue(matrixDataInput.GetMatrixRowNumber (), nInputLayerNumber);
	
	// 得到样本的输入值
	matrixDataInput.CopySubMatrix (cMatrixInputLayerValue,(unsigned int)0,(unsigned int)0);
	
	CMatrix cMatrixTInputLayerValue = cMatrixInputLayerValue.Transpose ();
	
	matrixInputLayerValue.CopyMatrix (cMatrixTInputLayerValue);
	
	
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// 构造权值矩阵 -----> 由单个样本输入层与隐含层之间的权值做为元素组成
	// 构造规则:
	//		1. 单个样本的输入层的数目做为矩阵行数;
	//		2. 单个样本的隐含层的数目做为矩阵的列数;
	//		3. 对矩阵中的元素进行随机初始化,值在(-1,1)之间;
	//		4. 所有样本的输入层和隐含层的数目是相等的;
	//		5. 所有样本使用的是同一个权值矩阵.
	//
	
	CMatrix	cMatrixInputToHideWeight(nHideLayerNumber, nInputLayerNumber);
	
	// 随机初始化矩阵内元素的值
	cMatrixInputToHideWeight.RandomInitialize ();
	
	matrixInputToHideWeight.CopyMatrix (cMatrixInputToHideWeight);
	
	
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////
	//	构造样本隐含层的阈值矩阵
	//	构造规则:
	//		1. 样本的数目做为矩阵行数;
	//		2. 单个样本的隐含层的数目做为矩阵的列数;
	//		3. 随机初始化矩阵中的元素,使值在(-1,1)之间;
	//		4. 矩阵中每行的数据都和第一行数据相对应的位置相等.
	//
	
	CMatrix cMatrixHideLayerThreshold(nHideLayerNumber,(unsigned int)1);
	
	// 随机初始化矩阵内元素的值
	cMatrixHideLayerThreshold.RandomInitialize ();
	
	matrixHideLayerThreshold.CopyMatrix(cMatrixHideLayerThreshold);
	
	
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////
	//	构造权值矩阵	----->	由单个样本的隐含层与输出层之间权值做为元素
	//							组成
	//	构造规则:
	//		1. 单个样本的隐含层的数目做为矩阵的行数;
	//		2. 单个样本的输出层的数目做为矩阵的列数;
	//		3. 对矩阵中的元素进行随机初始化,值在(-1,1)之间;
	//		4. 所有样本的隐含层和输出层的数目是相等的;
	//		5. 所有样本使用的是同一个权值矩阵.
	//
	
	CMatrix cMatrixHideToOutputWeight(nOutputLayerNumber, nHideLayerNumber);
	
	// 对矩阵的元素随机初始化
	cMatrixHideToOutputWeight.RandomInitialize ();
	
	matrixHideToOutputWeight.CopyMatrix (cMatrixHideToOutputWeight);
	
	
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////
	//	构造样本的输出层的阈值矩阵
	//	构造规则:
	//		1. 样本的数目做为矩阵的行数;
	//		2. 单个样本的输出层的数目做为矩阵的列数;
	//		3. 随机初始化矩阵中的元素,使值在(-1,1)之间;
	//		4. 矩阵中每行的数据都和第一行数据相对应的位置相等.
	//
	
	CMatrix cMatrixOutputLayerThreshold(nOutputLayerNumber,(unsigned int)1);
	
	// 随机初始化矩阵内元素的值
	cMatrixOutputLayerThreshold.RandomInitialize ();
	
	matrixOutputLayerThreshold.CopyMatrix(cMatrixOutputLayerThreshold);
	
}
//向前计算
void CANNDlg::ForCalc(int nInputLayerNumber,
					  int nHideLayerNumber,
					  int nOutputLayerNumber,
					  CMatrix &matrixDataInput,
					  CMatrix &matrixInputLayerValue,
					  CMatrix &matrixInputToHideWeight,
					  CMatrix &matrixHideLayerThreshold,
					  CMatrix &matrixHideLayerOutput,
					  CMatrix &matrixHideToOutputWeight,
					  CMatrix &matrixOutputLayerOutput,
					  CMatrix &matrixOutputLayerThreshold)
{
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// 得到所有样本的隐含层的净输入
	// 构造规则:
	//		1. 样本的数目做为矩阵行数;
	//		2. 单个样本的隐含层的数目做为矩阵的列数;
	//		3. 矩阵元素中的值即为对应的样本的隐含层的净输入:
	//		   由 
	//				cMatrixInputLayerValue * cMatrixInputToHideWeight 
	//				+ cMatrixHideLayerThreshold
	//			得到.
	//
	
	CMatrix cMatrixExHideLayerThreshold;
	cMatrixExHideLayerThreshold.nncpyi (matrixHideLayerThreshold, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	CMatrix cMatrixHideLayerPureInput(nHideLayerNumber, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	cMatrixHideLayerPureInput = matrixInputToHideWeight * matrixInputLayerValue;
	cMatrixHideLayerPureInput += cMatrixExHideLayerThreshold;
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////
	//	算出所有样本的隐含层的输出
	//	构造规则:
	//		1. 隐含层的输出y与隐含层的输入x的关系可用函数表示
	//			y = sigmoid(x)
	//		2. 矩阵的维数和隐含层的净输入矩阵的维数相等
	//
	
	CMatrix cMatrixHideLayerOutput(nHideLayerNumber, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	cMatrixHideLayerOutput = cMatrixHideLayerPureInput.Sigmoid ();
	matrixHideLayerOutput.CopyMatrix(cMatrixHideLayerOutput);
	
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////
	//	得到所有样本输出层的净输入
	//	构造规则;
	//		1. 样本的数目做为矩阵的行数;
	//		2. 单个样本的输出层的数目做为矩阵的列数;
	//		3. 矩阵中元素的值即为对应样本的输出层的净输入:
	//			由
	//				cMatrixHideLayerOutput * cMatrixHideToOutputWeight
	//				+ cMatrixOutputLayerThreshold
	//			得到
	//
	
	CMatrix cMatrixExOutputLayerThreshold;
	cMatrixExOutputLayerThreshold.nncpyi (matrixOutputLayerThreshold, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	CMatrix cMatrixOutputLayerPureInput(nOutputLayerNumber, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	cMatrixOutputLayerPureInput = matrixHideToOutputWeight * cMatrixHideLayerOutput;
	cMatrixOutputLayerPureInput  += cMatrixExOutputLayerThreshold;
	
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////
	//	算出所有样本的输出层的输出
	//	构造规则:
	//		1. 矩阵的维数与得到的所有样本的输出层的净输入组成的矩阵一样;
	//		2. 输出层的输出y和输出层的输入可用关系式
	//			y = sigmoid(x)
	//		表示
	//
	
	CMatrix cMatrixOutputLayerOutput(nOutputLayerNumber, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	cMatrixOutputLayerOutput = cMatrixOutputLayerPureInput.Sigmoid ();
	matrixOutputLayerOutput.CopyMatrix(cMatrixOutputLayerOutput);
}



void CANNDlg::ForCalc ( 
					   int nInputLayerNumber,
					   int nHideLayerNumber,
					   int nOutputLayerNumber,
					   CMatrix &matrixDataInput,
					   CMatrix &matrixInputLayerValue,
					   CMatrix &matrixInputToHideWeight,
					   CMatrix &matrixHideLayerThreshold,
					   CMatrix &matrixHideLayerOutput,
					   CMatrix &matrixHideToOutputWeight,
					   CMatrix &matrixOutputLayerOutput,
					   CMatrix &matrixOutputLayerThreshold,
					   CMatrix &cMatrixExHideLayerThreshold,
					   CMatrix &cMatrixExOutputLayerThreshold)
{
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	// 得到所有样本的隐含层的净输入
	// 构造规则:
	//		1. 样本的数目做为矩阵行数;
	//		2. 单个样本的隐含层的数目做为矩阵的列数;
	//		3. 矩阵元素中的值即为对应的样本的隐含层的净输入:
	//		   由 
	//				cMatrixInputLayerValue * cMatrixInputToHideWeight 
	//				+ cMatrixHideLayerThreshold
	//			得到.
	//
	
	//CMatrix cMatrixExHideLayerThreshold;
	//cMatrixExHideLayerThreshold.nncpyi (matrixHideLayerThreshold, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	
	CMatrix cMatrixHideLayerPureInput(nHideLayerNumber, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	
	cMatrixHideLayerPureInput = matrixInputToHideWeight * matrixInputLayerValue;
	
	cMatrixHideLayerPureInput += cMatrixExHideLayerThreshold;
	
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////
	//	算出所有样本的隐含层的输出
	//	构造规则:
	//		1. 隐含层的输出y与隐含层的输入x的关系可用函数表示
	//			y = f(x)
	//		2. 矩阵的维数和隐含层的净输入矩阵的维数相等
	//
	
	CMatrix cMatrixHideLayerOutput(nHideLayerNumber, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	cMatrixHideLayerOutput = cMatrixHideLayerPureInput.Sigmoid ();
	matrixHideLayerOutput.CopyMatrix(cMatrixHideLayerOutput);
	
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////
	//	得到所有样本输出层的净输入
	//	构造规则;
	//		1. 样本的数目做为矩阵的行数;
	//		2. 单个样本的输出层的数目做为矩阵的列数;
	//		3. 矩阵中元素的值即为对应样本的输出层的净输入:
	//			由
	//				cMatrixHideLayerOutput * cMatrixHideToOutputWeight
	//				+ cMatrixOutputLayerThreshold
	//			得到
	//
	
	//CMatrix cMatrixExOutputLayerThreshold;
	//cMatrixExOutputLayerThreshold.nncpyi (matrixOutputLayerThreshold, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	
	CMatrix cMatrixOutputLayerPureInput(nOutputLayerNumber, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	
	cMatrixOutputLayerPureInput = matrixHideToOutputWeight * cMatrixHideLayerOutput;
	cMatrixOutputLayerPureInput  += cMatrixExOutputLayerThreshold;
	
	
	/////////////////////////////////////////////////////////////////////
	//	算出所有样本的输出层的输出
	//	构造规则:
	//		1. 矩阵的维数与得到的所有样本的输出层的净输入组成的矩阵一样;
	//		2. 输出层的输出y和输出层的输入可用关系式
	//			y = f(x)
	//		表示
	//
	
	CMatrix cMatrixOutputLayerOutput(nOutputLayerNumber, matrixDataInput.GetMatrixRowNumber ());
	cMatrixOutputLayerOutput = cMatrixOutputLayerPureInput.Sigmoid ();
	matrixOutputLayerOutput.CopyMatrix(cMatrixOutputLayerOutput);
	
}




void CANNDlg::OnButtonSim() 
{
	// TODO: Add your control notification handler code here
	static char BASED_CODE szFilter[] = TEXT("文本文件(*.txt)|*.txt|All Files (*.*)|*.*||");
	static char BASED_CODE lpszDefExt[] = TEXT("txt");
	CString strFileName;
	CStdioFile dataFile;
	LPCTSTR	lpszFileName = "";
	
	//Create the dialog to load the data
	CFileDialog dlg(TRUE,
		lpszDefExt,
		NULL,
		OFN_READONLY		| 
		OFN_FILEMUSTEXIST   |
		OFN_PATHMUSTEXIST,
		szFilter,
		this);
	
	if(dlg.DoModal () == IDOK)
	{
		strFileName = dlg.GetPathName ();
		strFileName.TrimLeft ();
		strFileName.TrimRight ();
		lpszFileName = (LPCTSTR)strFileName;
		m_matrixDataInput.LoadDataFromFile(strFileName);
	
		if(!(m_strNetWorkPath.IsEmpty ()))
		{
			m_matrixSimuNetwork.LoadNetworkData(m_strNetWorkPath,
												m_matrixInputToHideWeight,
												m_matrixHideLayerThreshold,
												m_matrixHideToOutputWeight,
												m_matrixOutputLayerThreshold,
												m_nInputLayerNumber,
												m_nHideLayerNumber,
												m_nOutputLayerNumber
												);	
		}
		

		NetworkInit(m_nInputLayerNumber,
			m_nHideLayerNumber,
			m_nOutputLayerNumber,
			m_matrixDataInput,
			m_matrixInputLayerValue);

		if( m_matrixDataInput.GetMatrixColNumber () != m_nInputLayerNumber+m_nOutputLayerNumber &&
			m_matrixDataInput.GetMatrixColNumber () != m_nInputLayerNumber)
		{
			::MessageBox (this->m_hWnd, _T("测试样本列数不对!!!"), _T("错误!"), MB_OK | MB_ICONERROR);
			
			// 释放全局变量所占的内存
			m_matrixSimuNetwork.InitializeZero ();
			m_matrixInputToHideWeight.InitializeZero ();
			m_matrixHideLayerThreshold.InitializeZero ();
			m_matrixHideToOutputWeight.InitializeZero ();
			m_matrixOutputLayerThreshold.InitializeZero ();
			m_matrixDataInput.InitializeZero ();