02.TensorFlow 线性回归

实验原理：

线性回归是用来度量变量间关系的统计技术。该算法的实现并不复杂，但可以适用于很多情形。正是因为这些原因，以线性回归作为开始学习TensorFlow的开始。

不管在两个变量（简单回归）或多个变量（多元回归）情形下，线性回归都是对一个依赖变量，多个独立变量xi，一个随机值b间的关系建模。利用TensorFlow实现一个简单的线性回归模型：分析一些代码基础及说明如何在学习过程中调用各种重要组件，比如cost function或梯度下降算法

运行代码：

import tensorflow.compat.v1 as tf
tf.disable_v2_behavior()   #保证placer
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import os
os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"]="0"
#设置训练参数
learning_rate=0.01
training_epochs=1000
display_step=50
# 训练数据
train_X=np.asarray([3.3,4.4,5.5,6.71,6.93,4.168,9.779,6.182,7.59,2.167,7.042,10.791,5.313,7.997,5.654,9.27,3.1])
train_Y=np.asarray([1.7,2.76,2.09,3.19,1.694,1.573,3.366,2.596,2.53,1.221,2.827,3.465,1.65,2.904,2.42,2.94,1.3])
n_samples=train_X.shape[0]
#构造计算图
X=tf.placeholder("float")
Y=tf.placeholder("float")

#设置模型的初始权重
W=tf.Variable(np.random.randn(),name="weight")
b=tf.Variable(np.random.randn(),name='bias')
#构造线性回归模型
pred=tf.add(tf.multiply(X,W),b)
#损失函数，即均方差
cost=tf.reduce_sum(tf.pow(pred-Y,2))/(2*n_samples)
#使用梯度下降法求最小值，即最优解
optimizer=tf.train.GradientDescentOptimizer(learning_rate).minimize(cost)
#初始化全部变量
init=tf.global_variables_initializer()

with tf.Session() as sess:
    sess.run(init)

#调用会话对象sess的run方法，运行计算图，即开始训练模型

    for epoch in range(training_epochs):
        for(x,y) in zip(train_X,train_Y):
            sess.run(optimizer,feed_dict={X:x,Y:y})

    #Display logs per epoch step  
        if (epoch+1) % display_step==0:
            c=sess.run(cost,feed_dict={X:train_X,Y:train_Y})
            print("Epoch:",'%04d'%(epoch+1),"cost=","{:.9f}".format(c),"W=",sess.run(W),"b=",sess.run(b))
#训练模型的代价函数。
    training_cost = sess.run(cost, feed_dict={X: train_X, Y: train_Y})
    print("Train cost=", training_cost, "W=", sess.run(W), "b=", sess.run(b))

    plt.plot(train_X,train_Y,'ro',label='Original data')
    plt.plot(train_X,sess.run(W)*train_X+sess.run(b),label="Fitting line")
    plt.legend()
    plt.show()

运行结果：

生成的模型：