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Ein Mehrklassen-Klassifikator gibt pro Klasse eine Wahrscheinlichkeit aus (zum Beispiel per Softmax). Die kategoriale Kreuzentropie bestraft ihn, wenn er der richtigen Klasse eine niedrige Wahrscheinlichkeit gibt:
loss = -(ln(p₁) + ln(p₂) + … + ln(pₙ)) / n
wobei pᵢ die Wahrscheinlichkeit ist, die das Modell der richtigen Klasse von Beispiel i gegeben hat. Um ln(0) zu vermeiden, hebe zuerst jede Wahrscheinlichkeit unter 0.0000001 auf 0.0000001 an.
Implementiere categorical_cross_entropy(probabilities, labels).
Eingabe
probabilities: Eine Zeile pro Beispiel mit einer Wahrscheinlichkeit pro Klasse.
labels: Der Index der richtigen Klasse jedes Beispiels (ab 0).
Ausgabe
Gib den durchschnittlichen Verlust als Dezimalzahl zurück.
Einschränkungen
1 ≤ Beispiele ≤ 1.000, 2 ≤ Klassen ≤ 100
0 ≤ jede Wahrscheinlichkeit ≤ 1
0 ≤ labels[i] < Anzahl der Klassen
Beispiele
Beispiel 1
Eingabe:
probabilities = [
[0.7, 0.2, 0.1],
[0.1, 0.8, 0.1]
]
labels = [0, 1]
Erwartete Ausgabe:
0.289909Erläuterung
Die richtigen Klassen erhielten 0.7 und 0.8: -(ln(0.7) + ln(0.8)) / 2 = -(-0.356675 - 0.223144) / 2 ≈ 0.289909.
Beispiel 2
Eingabe:
probabilities = [
[1.0, 0.0]
]
labels = [1]
Erwartete Ausgabe:
16.118096Erläuterung
Die richtige Klasse erhielt die Wahrscheinlichkeit 0, die auf 0.0000001 angehoben wird, also ist der Verlust -ln(0.0000001) ≈ 16.118096: Eine selbstsichere falsche Antwort wird hart bestraft.
Referenzen
-
Beispiel 1 Nicht ausgeführtEingabe:
probabilities = [ [0.7, 0.2, 0.1], [0.1, 0.8, 0.1] ] labels = [0, 1]Erwartete Ausgabe:0.289909Deine Ausgabe -
Beispiel 2 Nicht ausgeführtEingabe:
probabilities = [ [1.0, 0.0] ] labels = [1]Erwartete Ausgabe:16.118096Deine Ausgabe
4 versteckte Tests werden beim Einreichen ebenfalls ausgeführt. Scheitert dein Code an einem, siehst du diesen Test. Löse die Aufgabe, um alle zu sehen.
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Wie verwende ich diesen Executor?
Wählen Sie eine Laufzeit aus, öffnen oder erstellen Sie eine Datei, schreiben Sie Ihren Code und wählen Sie Ausführen. Die Ausgabe erscheint im Terminal. Angemeldete Benutzer können Dateien in einem Arbeitsbereich speichern, Bibliotheken installieren und über Freigaben zusammenarbeiten.
- Wählen Sie eine Version aus und bearbeiten Sie die aktuelle Datei oder öffnen Sie eine andere Datei aus dem Arbeitsbereich.
- Führen Sie den Code aus, geben Sie bei Aufforderung Daten im Terminal ein und prüfen Sie den gespeicherten Ausführungsverlauf.
- Nutzen Sie Bibliotheken, Arbeitsbereichswerkzeuge, Freigaben und den Chat, wenn Ihre Aufgabe mehr als ein einzelnes Codefragment erfordert.
💡 Rust-Grundlagen & Beispiele, die du oben ausprobieren kannst
1. Variablen und Konstanten deklarieren
Verwende let, um Variablen zu deklarieren. Verwende const für Konstanten und mut für veränderliche Variablen.
let x = 10;
let pi: f64 = 3.14;
let name = "Alice";
let is_active = true;
const MAX_USERS: u32 = 100;2. Bedingungen (if / match)
Rust verwendet if für Bedingungen und match für Pattern Matching.
let x = 2;
if x == 1 {
println!("Eins");
} else if x == 2 {
println!("Zwei");
} else {
println!("Sonstiges");
}
match x {
1 => println!("Eins"),
2 => println!("Zwei"),
_ => println!("Sonstiges"),
}3. Schleifen
Rust unterstützt for, while und die unendliche Schleife loop.
for i in 0..3 {
println!("{}", i);
}
let mut n = 3;
while n > 0 {
println!("{}", n);
n -= 1;
}4. Arrays
Arrays fester Größe in Rust verwenden eckige Klammern. Verwende Slices für Ansichten.
let nums = [10, 20, 30];
println!("{}", nums[1]);5. Vektoren (dynamische Arrays)
Vec wird für dynamische Arrays verwendet.
let mut fruits = vec!["apple", "banana"];
fruits.push("cherry");
fruits.pop();
for fruit in &fruits {
println!("{}", fruit);
}6. Konsolen-Ein-/Ausgabe
Verwende println! für Ausgaben und std::io für Eingaben.
use std::io;
let mut name = String::new();
println!("Gib deinen Namen ein:");
io::stdin().read_line(&mut name).unwrap();
println!("Hallo, {}", name.trim());7. Funktionen
Funktionen verwenden fn und können mit -> Werte zurückgeben.
fn greet(name: &str) -> String {
format!("Hallo, {}", name)
}
println!("{}", greet("Alice"));8. HashMaps
Verwende std::collections::HashMap für Schlüssel-Wert-Daten.
use std::collections::HashMap;
let mut person = HashMap::new();
person.insert("name", "Bob");
println!("{}", person["name"])9. Fehlerbehandlung
Rust behandelt Fehler mit Result und match oder unwrap().
fn fail() -> Result<(), String> {
Err("Etwas ist schiefgelaufen".to_string())
}
match fail() {
Ok(_) => println!("Erfolg"),
Err(e) => println!("{}", e),
}10. Datei-Ein-/Ausgabe
Verwende std::fs zum Lesen und Schreiben von Dateien.
use std::fs;
fs::write("file.txt", "Hello File").unwrap();
let content = fs::read_to_string("file.txt").unwrap();
println!("{}", content);11. String-Verarbeitung
Strings in Rust liegen auf dem Heap und unterstützen viele Methoden.
let mut text = String::from(" Hello Rust ");
println!("{}", text.trim());
println!("{}", text.to_uppercase());
text = text.replace("Hello", "Hi");
println!("{}", text);12. Structs & Methoden
Rust verwendet struct für Datentypen und impl für Methoden.
struct Person {
name: String,
}
impl Person {
fn greet(&self) -> String {
format!("Hi, ich bin {}", self.name)
}
}
let p = Person { name: "Alice".to_string() };
println!("{}", p.greet());13. Referenzen & Borrowing
Rust verwendet & zum Borrowing von Werten und &mut für veränderliche Referenzen.
fn update(x: &mut i32) {
*x += 1;
}
let mut value = 10;
update(&mut value);
println!("{}", value);