1. 為什麼說python是人工智慧的首選語言
為什麼Python是人工智慧技術首選的編程語言?
原因1:Python是一種說人話的語言
所謂"說人話",是指這種語言:
開發者不需要關注底層
語法簡單直觀
表達形式一致
我們先來看幾個代碼的例子:
C 語言Hello World 代碼:
int main(){ printf("Hello, World!"); return 0;}
java 語言Hello World 代碼:
public class HelloWorld { public static void main(String[] args){ System.out.println("Hello World!"); }}
Python 語言Hello World代碼:
print("Hello World!")
僅僅是一個Hello World程序,就能看出區別了,是不是?
編譯 VS 解釋
當然,僅僅是一個Hello World的話,C和Java的代碼也多不了幾行。
可是不要忘了,C和Java的代碼要運行,都必須先經過編譯的環節。
對於C語言來說,在不同的操作系統上使用什麼樣的編譯器,也是一個需要斟酌的問題。一旦代碼被到新的機器,運行環境和之前不同,還需要重新編譯,而那台機器上有沒有編譯器還是一個問題,安裝上編譯器後,也許和之前最初的編譯器有所區別,還得修改源代碼來滿足編譯環境的需求……
我到底做錯了什麼?我只是想運行一個別人寫的程序而已。
而Python則不用編譯,直接運行。而且都可以不用寫文件,一條條語句可以直接作為命令行運行,真的太方便了。
語言語法
和Python比,Java的語法更"啰嗦"。
從上面的例子已經可以看出,創建一個鏈表,Java還需要聲明和逐個插入節點,而Python則可一行代碼完成從鏈表創建到插入節點及賦值的全部操作。
Java非讓你很別扭地寫好幾行,Python直接一句搞定。
這樣的結果就是,Python寫起來省事,讀起來也方便。可讀性遠超Java。
表達風格
在10年或者更久遠之前,Python經常被用來和Perl相提並論。畢竟在那個時候,C是系統級語言,Java是面向對象語言,而Python & Perl則是腳本語言的雙子星。
Python和Perl在設計層面有一個非常大的區別:
Python力求讓不同的人在撰寫同樣功能實現的代碼時,所用的表達形式盡量一致;
而Perl則是故意追求表達的千姿百態,讓同一個人在不同地方寫同樣功能時所用具體形式都不同。
從哲學層面講,Perl的追求更加自由主義,更利於釋放人類的多樣化天性。然而,Perl寫的程序——那叫一個亂七八糟!
如果不是想成為代碼詩人,或者語言大師,只是想用盡量簡單直接的方法,把事情做了,首選語言確實是Python。
原因2:強大的AI支持庫
矩陣運算
NumPy由數據科學家Travis Oliphant創作,支持維度數組與矩陣運算。結合Python內置的math和random庫,堪稱AI數據神器!有了它們,就可以放心大膽玩矩陣了!
大家知道,不管是Machine Learning,還是Deep Learning,模型、演算法、網路結構都可以用現成的,但數據是要自己負責I/O並傳遞給演算法的。
而各種演算法,實際上處理的都是矩陣和向量。
使用NumPy,矩陣的轉置、求逆、求和、叉乘、點乘……都可以輕松地用一行代碼搞定,行、列可以輕易抽取,矩陣分解也不過是幾行代碼的問題。
而且,NumPy在實現層對矩陣運算做了大量的並行化處理,通過數學運算的精巧,而不是讓用戶自己寫多線程程序,來提升程序效率。
有了Python這種:語法簡潔明了、風格統一;不需要關注底層實現;連矩陣元素都可以像在紙上寫公式一樣;寫完公式還能自動計算出結果的編程語言,開發者就可以把工作重心放在模型和演算法上了。
2. 如何用9行Python代碼編寫一個簡易神經網路
學習人工智慧時,我給自己定了一個目標--用Python寫一個簡單的神經網路。為了確保真得理解它,我要求自己不使用任何神經網路庫,從頭寫起。多虧了Andrew Trask寫得一篇精彩的博客,我做到了!下面貼出那九行代碼:在這篇文章中,我將解釋我是如何做得,以便你可以寫出你自己的。我將會提供一個長點的但是更完美的源代碼。
首先,神經網路是什麼?人腦由幾千億由突觸相互連接的細胞(神經元)組成。突觸傳入足夠的興奮就會引起神經元的興奮。這個過程被稱為「思考」。我們可以在計算機上寫一個神經網路來模擬這個過程。不需要在生物分子水平模擬人腦,只需模擬更高層級的規則。我們使用矩陣(二維數據表格)這一數學工具,並且為了簡單明了,只模擬一個有3個輸入和一個輸出的神經元。
我們將訓練神經元解決下面的問題。前四個例子被稱作訓練集。你發現規律了嗎?『?』是0還是1?你可能發現了,輸出總是等於輸入中最左列的值。所以『?』應該是1。
訓練過程
但是如何使我們的神經元回答正確呢?賦予每個輸入一個權重,可以是一個正的或負的數字。擁有較大正(或負)權重的輸入將決定神經元的輸出。首先設置每個權重的初始值為一個隨機數字,然後開始訓練過程:
取一個訓練樣本的輸入,使用權重調整它們,通過一個特殊的公式計算神經元的輸出。
計算誤差,即神經元的輸出與訓練樣本中的期待輸出之間的差值。
根據誤差略微地調整權重。
重復這個過程1萬次。最終權重將會變為符合訓練集的一個最優解。如果使用神經元考慮這種規律的一個新情形,它將會給出一個很棒的預測。
這個過程就是back propagation。
計算神經元輸出的公式
你可能會想,計算神經元輸出的公式是什麼?首先,計算神經元輸入的加權和,即接著使之規范化,結果在0,1之間。為此使用一個數學函數--Sigmoid函數:Sigmoid函數的圖形是一條「S」狀的曲線。把第一個方程代入第二個,計算神經元輸出的最終公式為:你可能注意到了,為了簡單,我們沒有引入最低興奮閾值。
調整權重的公式
我們在訓練時不斷調整權重。但是怎麼調整呢?可以使用「Error Weighted Derivative」公式:為什麼使用這個公式?首先,我們想使調整和誤差的大小成比例。其次,乘以輸入(0或1),如果輸入是0,權重就不會調整。最後,乘以Sigmoid曲線的斜率(圖4)。為了理解最後一條,考慮這些:
我們使用Sigmoid曲線計算神經元的輸出
如果輸出是一個大的正(或負)數,這意味著神經元採用這種(或另一種)方式
從圖四可以看出,在較大數值處,Sigmoid曲線斜率小
如果神經元認為當前權重是正確的,就不會對它進行很大調整。乘以Sigmoid曲線斜率便可以實現這一點
Sigmoid曲線的斜率可以通過求導得到:把第二個等式代入第一個等式里,得到調整權重的最終公式:當然有其他公式,它們可以使神經元學習得更快,但是這個公式的優點是非常簡單。
構造Python代碼
雖然我們沒有使用神經網路庫,但是將導入Python數學庫numpy里的4個方法。分別是:
exp--自然指數
array--創建矩陣
dot--進行矩陣乘法
random--產生隨機數
比如, 我們可以使用array()方法表示前面展示的訓練集:「.T」方法用於矩陣轉置(行變列)。所以,計算機這樣存儲數字:我覺得我們可以開始構建更優美的源代碼了。給出這個源代碼後,我會做一個總結。
我對每一行源代碼都添加了注釋來解釋所有內容。注意在每次迭代時,我們同時處理所有訓練集數據。所以變數都是矩陣(二維數據表格)。下面是一個用Python寫地完整的示例代碼。
我們做到了!我們用Python構建了一個簡單的神經網路!
首先神經網路對自己賦予隨機權重,然後使用訓練集訓練自己。接著,它考慮一種新的情形[1, 0, 0]並且預測了0.99993704。正確答案是1。非常接近!
傳統計算機程序通常不會學習。而神經網路卻能自己學習,適應並對新情形做出反應,這是多麼神奇,就像人類一樣。
3. ai人工智慧編程代碼
ai人工智慧編程代碼:Python。
Python由荷蘭國家數學與計算機科學研究中心的吉多·范羅蘇姆於1990年代初設計,作為一門叫做ABC語言的替代品。Python提供了高效的高級數據結構,還能簡單有效地面向對象編程。
Python在各個編程語言中比較適合新手學習,Python解釋器易於擴展,可以使用C、C++或其他可以通過C調用的語言擴展新的功能和數據類型。Python也可用於可定製化軟體中的擴展程序語言。Python豐富的標准庫,提供了適用於各個主要系統平台的源碼或機器碼。
語言特點
1、簡單:Python是一種代表簡單主義思想的語言。閱讀一個良好的Python程序就感覺像是在讀英語一樣。它使你能夠專注於解決問題而不是去搞明白語言本身。
2、速度較快:Python的底層是用C語言寫的,很多標准庫和第三方庫也都是用C寫的,運行速度非常快。
3、高層語言:用Python語言編寫程序的時候無需考慮諸如如何管理你的程序使用的內存一類的底層細節。
4、可移植性:由於它的開源本質,Python已經被移植在許多平台上(經過改動使它能夠工作在不同平台上)。
以上內容參考網路-Python
4. python 怎麼實現人工智慧
一、Python是解釋語言,程序寫起來非常方便
寫程序方便對做機器學習的人很重要。 因為經常需要對模型進行各種各樣的修改,這在編譯語言里很可能是牽一發而動全身的事情,Python里通常可以用很少的時間實現。舉例來說,在C等編譯語言里寫一個矩陣乘法,需要自己分配操作數(矩陣)的內存、分配結果的內存、手動對BLAS介面調用gemm、最後如果沒用smart pointer還得手動回收內存空間。Python幾乎就是import numpy; numpy.dot兩句話的事。
當然現在很多面向C/C++庫已經支持託管的內存管理了,這也讓開發過程容易了很多,但解釋語言仍然有天生的優勢——不需要編譯時間。這對機器學習這種需要大量prototyping和迭代的研究方向是非常有益工作效率的。
二、Python的開發生態成熟,有很多有用的庫可以用
Python靈活的語法還使得包括文本操作、list/dict comprehension等非常實用的功能非常容易高效實現(編寫和運行效率都高),配合lambda等使用更是方便。這也是Python良性生態背後的一大原因。相比而言,Lua雖然也是解釋語言,甚至有LuaJIT這種神器加持,但其本身很難做到Python這樣,一是因為有Python這個前輩佔領著市場份額,另一個也因為它本身種種反常識的設計(比如全局變數)。不過借著Lua-Python bridge和Torch的東風,Lua似乎也在寄生興起。
三、Python效率超高
解釋語言的發展已經大大超過許多人的想像。很多比如list comprehension的語法糖都是貼近內核實現的。除了JIT之外,還有Cython可以大幅增加運行效率。最後,得益於Python對C的介面,很多像gnumpy, theano這樣高效、Python介面友好的庫可以加速程序的運行,在強大團隊的支撐下,這些庫的效率可能比一個不熟練的程序員用C寫一個月調優的效率還要高。
未來十年Python語言的發展前景形勢一片大好,毫無疑問使用Python語言的企業將會越來越多,Python程序猿的人才缺口也將越來越大,認准時機,把握機遇,Python全棧開發工程師、Python開發工程師、自動化開發工程師、Linux運維工程師、Python爬蟲開發工程師、前端開發工程師、大數據分析和數據挖掘等熱門職位等你來選。
5. python怎麼實現人工智慧
程序學習的過程就是使用梯度下降改變演算法模型參數的過程。
比如說f(x) = aX+b; 這裡面的參數是a和b,使用數據訓練演算法模型來改變參數,達到演算法模型可以實現人臉識別、語音識別的目的。
實現人工智慧的根本是演算法,python是實現演算法的一種語言,因為python語言的易用性和數據處理的友好性,所以現在很多用python語言做機器學習。其它語言比如java、c++等也也可以實現人工智慧相關演算法。下圖是一個神經網路的示意圖。
6. Python高難度代碼例子、Python最復雜代碼例子
#IT教育# #IT# #程序員# #人工智慧#
最近學習pytorch,看到下面的Python高難度代碼例子和Python最復雜代碼例子:
from google.colab import output as colab_output
from base64 import b64decode
from io import BytesIO
from pyb import AudioSegment
RECORD = """
const sleep = time => new Promise(resolve => setTimeout(resolve, time))
const b2text = blob => new Promise(resolve => {
const reader = new FileReader()
reader.onloadend = e => resolve(e.srcElement.result)
reader.readAsDataURL(blob)
})
var record = time => new Promise(async resolve => {
stream = await navigator.mediaDevices.getUserMedia({ audio: true })
recorder = new MediaRecorder(stream)
chunks = []
recorder.ondataavailable = e => chunks.push(e.data)
recorder.start()
await sleep(time)
recorder.onstop = async ()=>{
blob = new Blob(chunks)
text = await b2text(blob)
resolve(text)
}
recorder.stop()
})
"""
def record(seconds=1):
display(ipd.Javascript(RECORD))
print(f"Recording started for {seconds} seconds.")
s = colab_output.eval_js("record(%d)" % (seconds * 1000))
print("Recording ended.")
b = b64decode(s.split(",")[1])
fileformat = "wav"
filename = f"_audio.{fileformat}"
AudioSegment.from_file(BytesIO(b)).export(filename, format=fileformat)
return torchaudio.load(filename)
waveform, sample_rate = record()
print(f"Predicted: {predict(waveform)}.")
ipd.Audio(waveform.numpy(), rate=sample_rate)
js 的Promise函數對象編程,字元串javascript函數對象,IPython解釋js對象,解釋結果和python代碼結合,IPython Shell顯示非字元串數據,python音頻使用IPython簡單調用。
復雜Python模塊下的多知識點結合代碼,是Python高難度代碼的體現。
Js的Promise理解為動態函數,比C++的類成員函數和全局函數這類靜態形式的函數處理靈活,不過初學者理解起來麻煩。代碼里sleep和b2text都代表一些處理函數,也就是幾行代碼,而不是數據。通常來講,變數一般代表數據,但是這里代表了指令。
7. 我用了100行Python代碼,實現了與女神尬聊微信(附代碼)
朋友圈很多人都想學python,有一個很重要的原因是它非常適合入門。對於 人工智慧演算法 的開發,python有其他編程語言所沒有的獨特優勢, 代碼量少 ,開發者只需把精力集中在演算法研究上面。
本文介紹一個用python開發的,自動與美女尬聊的小軟體。以下都是滿滿的干貨,是我工作之餘時寫的,經過不斷優化,現在分享給大家。那現在就讓我們抓緊時間開始吧!
准備:
編程工具IDE:pycharm
python版本: 3.6.0
首先新建一個py文件,命名為:ai_chat.py
PS: 以下五步的代碼直接復制到單個py文件裡面就可以直接運行。為了讓讀者方便寫代碼,我把代碼都貼出來了,但是排版存在問題,我又把在pycharm的代碼排版給截圖出來。
第一步: 引入關鍵包
簡單介紹一下上面幾個包的作用: pickle 包 是用來對數據序列化存文件、反序列化讀取文件,是人類不可讀的,但是計算機去讀取時速度超快。(就是用記事本打開是亂碼)。 而 json包 是一種文本序列化,是人類可讀的,方便你對其進行修改(記事本打開,可以看到裡面所有內容,而且都認識。) gensim 包 是自然語言處理的其中一個python包,簡單容易使用,是入門NLP演算法必用的一個python包。 jieba包 是用來分詞,對於演算法大咖來說效果一般般,但是它的速度非常快,適合入門使用。
以上這些包,不是關鍵,學習的時候,可以先跳過。等理解整個程序流程後,可以一個一個包有針對性地去看文檔。
第二步:靜態配置
這里path指的是對話語料(訓練數據)存放的位置,model_path是模型存儲的路徑。
這里是個人編程的習慣,我習慣把一些配置,例如:文件路徑、模型存放路徑、模型參數統一放在一個類中。當然,實際項目開發的時候,是用config 文件存放,不會直接寫在代碼里,這里為了演示方便,就寫在一起,也方便運行。
第三步: 編寫一個類,實現導數據、模型訓練、對話預測一體化
首次運行的時候,會從靜態配置中讀取訓練數據的路徑,讀取數據,進行訓練,並把訓練好的模型存儲到指定的模型路徑。後續運行,是直接導入模型,就不用再次訓練了。
對於model類,我們一個一個來介紹。
initialize() 函數和 __init__() 函數 是對象初始化和實例化,其中包括基本參數的賦值、模型的導入、模型的訓練、模型的保存、最後返回用戶一個對象。
__train_model() 函數,對問題進行分詞,使用 gesim 實現詞袋模型,統計每個特徵的 tf-idf , 建立稀疏矩陣,進而建立索引。
__save_model() 函數 和 __load_model() 函數 是成對出現的,很多項目都會有這兩個函數,用於保存模型和導入模型。不同的是,本項目用的是文件存儲的方式,實際上線用的是資料庫
get_answer() 函數使用訓練好的模型,對問題進行分析,最終把預測的回答內容反饋給用戶。
第四步:寫三個工具類型的函數,作為讀寫文件。
其中,獲取對話材料,可以自主修改對話內容,作為機器的訓練的數據。我這里只是給了幾個簡單的對話語料,實際上線的項目,需要大量的語料來訓練,這樣對話內容才飽滿。
這三個工具函數,相對比較簡單一些。其中 get_data() 函數,裡面的數據是我自己編的,大家可以根據自己的習慣,添加自己的對話數據,這樣最終訓練的模型,對話方式會更貼近自己的說話方式。
第五步: 調用模型,進行對話預測
主函數main(), 就是你整個程序運行的起點,它控制著所有步驟。
運行結果:
程序後台運行結果:
如果有疑問想獲取源碼( 其實代碼都在上面 ),可以後台私信我,回復:python智能對話。 我把源碼發你。最後,感謝大家的閱讀,祝大家工作生活愉快!