Все задачи
Легко Решено: 0 Процент решений: 0%

Градиентный спуск с моментом

Примените обновления с моментом, которые сохраняют часть предыдущего шага, чтобы обучение ускорялось в постоянных направлениях.

Чему вы научитесь

  • Хранить скорость для каждого веса
  • Ускорять обучение вдоль устойчивых направлений
  • Сравнивать момент с обычным градиентным спуском

Условие

Момент заставляет градиентный спуск катиться, как шар с горы: каждый шаг сохраняет часть предыдущего.

Начните со скорости 0 для каждого веса. Для каждого шага t с вектором градиента g (одно значение на вес):

  1. v ← beta × v + g
  2. w ← w - learning_rate × v

Реализуйте momentum_steps(gradients, weights, learning_rate, beta), применяя одно обновление на каждую строку gradients по порядку.

Входные данные

gradients: Одна строка на шаг; в каждой строке по одному градиенту на вес.

weights: Начальные веса.

learning_rate: Размер шага.

beta: Коэффициент момента (0 даёт обычный градиентный спуск).

Выходные данные

Верните веса после всех шагов.

Ограничения

0 ≤ шаги ≤ 1 000, 1 ≤ веса ≤ 100

0 < learning_rate ≤ 1, 0 ≤ beta < 1

-100 ≤ каждое значение ≤ 100

Примеры

Пример 1
Ввод:
beta = 0.9
weights = [0.0]
gradients = [
    [1.0],
    [1.0],
    [1.0]
]
learning_rate = 0.1

Ожидаемый вывод:
expected = [-0.561]
Ввод:
double beta = 0.9;
std::vector<double> weights = {0.0};
std::vector<std::vector<double>> gradients = {
    {1.0},
    {1.0},
    {1.0}
};
double learning_rate = 0.1;

Ожидаемый вывод:
std::vector<double> expected = {-0.561};
Ввод:
double beta = 0.9;
double[] weights = new double[] {0.0};
double[][] gradients = new double[][] {
    new double[] {1.0},
    new double[] {1.0},
    new double[] {1.0}
};
double learning_rate = 0.1;

Ожидаемый вывод:
double[] expected = new double[] {-0.561};

Пояснение

Скорость растёт 1 → 1.9 → 2.71, потому что градиент всё время направлен в одну сторону, поэтому шаги равны 0.1, 0.19 и 0.271: w = -0.561.

Пример 2
Ввод:
beta = 0.0
weights = [1.0, 1.0]
gradients = [
    [2.0, -4.0]
]
learning_rate = 0.5

Ожидаемый вывод:
expected = [0.0, 3.0]
Ввод:
double beta = 0.0;
std::vector<double> weights = {1.0, 1.0};
std::vector<std::vector<double>> gradients = {
    {2.0, -4.0}
};
double learning_rate = 0.5;

Ожидаемый вывод:
std::vector<double> expected = {0.0, 3.0};
Ввод:
double beta = 0.0;
double[] weights = new double[] {1.0, 1.0};
double[][] gradients = new double[][] {
    new double[] {2.0, -4.0}
};
double learning_rate = 0.5;

Ожидаемый вывод:
double[] expected = new double[] {0.0, 3.0};

Пояснение

При beta = 0 это обычный градиентный спуск: w = [1 - 0.5 × 2, 1 - 0.5 × (-4)] = [0, 3].

Ссылки

Это задание адаптировано для CodeUtility. Следуйте условию и ограничениям выше.

Учитесь у других

Решения сообщества

Пока нет опубликованных решений. Решите задание, чтобы поделиться первым.