Quay lại danh sách thử thách
Dễ 0 đã giải Tỷ lệ chấp nhận 0%

Gradient Descent with Momentum

Apply momentum updates, which keep part of the previous step so training speeds up along consistent directions.

Bạn sẽ học được gì

  • Keep a velocity for each weight
  • Speed up training along steady directions
  • Compare momentum with plain gradient descent

Đề bài

Xem bản dịch

Momentum makes gradient descent behave like a ball rolling downhill: each step keeps part of the previous one.

Start with a velocity of 0 for every weight. For each step t, with gradient vector g (one value per weight):

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

Implement momentum_steps(gradients, weights, learning_rate, beta), applying one update per row of gradients, in order.

Input

gradients: One row per step; each row has one gradient per weight.

weights: The starting weights.

learning_rate: The step size.

beta: The momentum coefficient (0 means plain gradient descent).

Output

Return the weights after all steps.

Ràng buộc

0 ≤ steps ≤ 1,000, 1 ≤ weights ≤ 100

0 < learning_rate ≤ 1, 0 ≤ beta < 1

-100 ≤ each value ≤ 100

Ví dụ

Ví dụ 1
Đầu vào:
beta = 0.9
weights = [0.0]
gradients = [
    [1.0],
    [1.0],
    [1.0]
]
learning_rate = 0.1

Kết quả mong đợi:
expected = [-0.561]
Đầu vào:
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;

Kết quả mong đợi:
std::vector<double> expected = {-0.561};
Đầu vào:
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;

Kết quả mong đợi:
double[] expected = new double[] {-0.561};

Giải thích

The velocity grows 1 → 1.9 → 2.71 because the gradient keeps pointing the same way, so the steps are 0.1, 0.19 and 0.271: w = -0.561.

Ví dụ 2
Đầu vào:
beta = 0.0
weights = [1.0, 1.0]
gradients = [
    [2.0, -4.0]
]
learning_rate = 0.5

Kết quả mong đợi:
expected = [0.0, 3.0]
Đầu vào:
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;

Kết quả mong đợi:
std::vector<double> expected = {0.0, 3.0};
Đầu vào:
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;

Kết quả mong đợi:
double[] expected = new double[] {0.0, 3.0};

Giải thích

With beta = 0 this is plain gradient descent: w = [1 - 0.5 × 2, 1 - 0.5 × (-4)] = [0, 3].

Hướng tiếp cận

Hãy tự thử trước, sau đó mở từng gợi ý một.

Gợi ý 1

Keep a velocity vector that accumulates part of the previous step and the current gradient.

Gợi ý 2

Update the velocity before adjusting the weights, and reuse the same velocity across all steps.

Gợi ý 3

If beta is zero, the method should reduce to ordinary gradient descent, so check that behavior carefully.

Độ phức tạp mong đợi

O(s × w) time, O(w) extra space

Tham khảo

Thử thách này đã được điều chỉnh cho CodeUtility. Hãy làm theo đề bài và các ràng buộc ở trên.

Học hỏi từ người khác

Giải pháp cộng đồng

Chưa có giải pháp nào được chia sẻ. Hãy giải thử thách này để đăng giải pháp đầu tiên.