C++怎么实现softmax函数

发布时间:2022-05-18 15:47:09 作者:iii
来源:亿速云 阅读:862

本篇内容主要讲解“C++怎么实现softmax函数”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“C++怎么实现softmax函数”吧!

背景

今天面试字节算法岗时被问到的问题,让我用C++实现一个softmax函数。softmax是逻辑回归在多分类问题上的推广。大概的公式如下:

C++怎么实现softmax函数

即判断该变量在总体变量中的占比。

第一次实现

实现

我们用vector来封装输入和输出,简单的按公式复现。

vector<double> softmax(vector<double> input)
{
	double total=0;
	for(auto x:input)
	{
		total+=exp(x);
	}
	vector<double> result;
	for(auto x:input)
	{
		result.push_back(exp(x)/total);
	}
	return result;
}

测试

test 1

经过简单测试是正常的。

C++怎么实现softmax函数

test 2

但是这时面试官提出了一个问题,即如果有较大输入变量时会怎么样?

由于 e^1000已经溢出了双精度浮点(double)所能表示的范围,所以变成了NaN(not a number)。

C++怎么实现softmax函数

第二次实现(改进)

改进原理

我们注意观察softmax的公式:

C++怎么实现softmax函数

如果我们给上下同时乘以一个很小的数,最后答案的值是不变的。

那我们可以给每一个输入 x i 都减去一个值 a ,防止爆精度。

大致表示如下:

C++怎么实现softmax函数

实现

vector<double> softmax(vector<double> input)
{
	double total=0;
	double MAX=input[0];
	for(auto x:input)
	{
		MAX=max(x,MAX);
	}
	for(auto x:input)
	{
		total+=exp(x-MAX);
	}
	vector<double> result;
	for(auto x:input)
	{
		result.push_back(exp(x-MAX)/total);
	}
	return result;
}

测试

test 1

C++怎么实现softmax函数

test 2

C++怎么实现softmax函数

我们发现结果正常了。

完整代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <math.h>
using namespace std;
vector<double> softmax(vector<double> input)
{
	double total=0;
	double MAX=input[0];
	for(auto x:input)
	{
		MAX=max(x,MAX);
	}
	for(auto x:input)
	{
		total+=exp(x-MAX);
	}
	vector<double> result;
	for(auto x:input)
	{
		result.push_back(exp(x-MAX)/total);
	}
	return result;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
	int n;
	cin>>n;
	vector<double> input;
	while(n--)
	{
		double x;
		cin>>x;
		input.push_back(x);
	}
	for(auto y:softmax(input))
	{
		cout<<y<<' ';
	}
}

到此,相信大家对“C++怎么实现softmax函数”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是亿速云网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!

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  1. 关于python编写softmax函数、交叉熵函数的案例
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c++ softmax

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