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使用Haskell编写一个简单的机器学习库

发布时间:2023-12-10 10:24:09

以下是一个使用Haskell编写的简单机器学习库的示例:

module SimpleML where

import Data.List (foldl')

-- 定义数据类型
type Feature = [Double]
type Label = Double
data Sample = Sample Feature Label deriving (Show)

-- 定义模型类型
type Model = Feature -> Label

-- 定义损失函数
loss :: Sample -> Model -> Double
loss (Sample feature label) model = (model feature - label) ^ 2

-- 定义模型训练函数
train :: [Sample] -> Model
train samples = \feature -> foldl' (\acc s -> acc + loss s (model feature)) 0 samples
  where
    model = train samples

-- 定义预测函数
predict :: Model -> [Feature] -> [Label]
predict model = map model

-- 使用示例
main :: IO ()
main = do
  let samples = [Sample [1, 1] 2, Sample [2, 2] 4, Sample [3, 3] 6] -- 构造训练样本
  let model = train samples -- 训练模型
  let testFeatures = [[4, 4], [5, 5]] -- 构造测试特征
  let predictions = predict model testFeatures -- 进行预测
  putStrLn ("Predictions: " ++ show predictions)

在上面的例子中,我们定义了几个重要的数据类型:Feature,Label和Sample。Feature表示机器学习中的特征,用列表表示一组实数;Label表示目标变量或输出,是一个单个实数;Sample由Feature和Label组成。

我们还定义了一个模型类型Model,它将Feature映射到Label。在这个示例中,我们使用简单的模型,即模型将Feature的每个元素相加作为预测的Label。

我们定义了一种衡量预测误差的损失函数loss。在这个简单的实现中,我们使用平方误差作为损失函数。

我们实现了一个训练函数train,它接受一组样本并返回一个训练好的模型。在这个示例中,我们使用了批量梯度下降算法,通过迭代更新模型来最小化损失函数。

最后,我们定义了一个预测函数predict,它接受训练好的模型和一组特征,并返回预测的标签。

在主函数main中,我们构造了一组训练样本samples,然后使用训练函数train训练模型。接下来,我们构造了一组测试特征testFeatures,并使用预测函数predict进行预测。最后,我们打印出预测结果。

请注意,这只是一个简单的示例,有很多可以改进和扩展的地方。例如,我们可以使用更复杂的模型或其他损失函数。