使用Java實現歸併排序算法

歸併排序是基於分治思想的高效排序算法,核心爲分解、解決、合併三步:先將數組遞歸分解爲單元素子數組,再遞歸排序子數組,最後合併兩個有序子數組爲整體有序數組。 Java實現中,`mergeSort`方法通過遞歸分解數組爲左右兩半,分別排序後調用`merge`合併。`merge`方法使用三個指針遍歷左右子數組,比較元素大小並填充結果數組,剩餘元素直接複製。 算法複雜度:時間複雜度O(n log n)(每次合併O(n),遞歸深度log n),空間複雜度O(n)(需額外數組存儲合併結果),且爲穩定排序(相等元素相對順序不變)。 歸併排序邏輯清晰,適合大數據量排序,是分治算法的經典案例,通過遞歸分解與合併有序子數組實現高效排序。

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使用Java實現堆排序算法

堆排序是基於堆數據結構的高效排序算法,時間複雜度O(n log n),空間複雜度O(1),屬原地排序,適合大規模數據。堆是特殊完全二叉樹,分大頂堆(父節點值大於子節點)和小頂堆,堆排序採用大頂堆。核心思想:每次取出堆頂最大值放數組末尾,調整剩餘元素爲新大頂堆,重複直至有序。 實現分三步:構建大頂堆(從最後一個非葉子節點開始,用heapify調整各節點);調整堆(遞歸調整子樹,維護大頂堆性質);排序過程(交換堆頂與末尾元素,縮小堆範圍後重復調整)。核心函數heapify通過比較父子節點,遞歸調整子樹至大頂堆;buildMaxHeap從倒數第二個節點起構建完整大頂堆;主函數整合上述步驟完成排序。堆排序通過高效調整堆實現有序,適用於空間受限場景,是大規模數據排序的高效選擇。

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使用Java實現選擇排序算法

選擇排序是一種簡單直觀的排序算法,核心思想是每次從無序部分選取最小(或最大)元素,放入已排序部分末尾,重複此過程直至全部有序。其基本思路爲:外層循環確定已排序部分的末尾位置,內層循環在未排序部分中尋找最小值,交換該最小值與外層循環當前位置的元素,直至完成排序。 Java實現中,`selectionSort`方法通過兩層循環實現:外層循環遍歷數組(`i`從0到`n-2`),內層循環(`j`從`i+1`到`n-1`)尋找未排序部分的最小值索引`minIndex`,最後交換`i`位置元素與`minIndex`位置元素。以數組`{64,25,12,22,11}`爲例,每輪交換後逐步構建有序數組,最終結果爲`[11,12,22,25,64]`。 時間複雜度爲O(n²),適用於小規模數據。該算法邏輯簡單、代碼易實現,是理解排序基礎思想的典型示例。

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使用Java實現希爾排序算法

希爾排序是插入排序的改進版,通過分組插入減少逆序時的移動次數。核心是引入步長(Gap),將數組分Gap個子序列,對各子序列插入排序後,逐步縮小Gap至1(等價普通插入排序)。算法步驟:初始化Gap爲數組長度一半,對每個子序列執行插入排序,再縮小Gap重複直至爲0。Java實現中,外層循環控制Gap從n/2遞減,內層循環遍歷元素,用臨時變量保存當前元素,向前比較並移動元素至正確位置完成插入。測試數組{12,34,54,2,3}排序後爲[2,3,12,34,54]。其通過分組逐步有序化提升效率,可優化步長序列(如3k+1)進一步提升性能。

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使用Java實現插入排序算法

插入排序是一種簡單直觀的排序算法,核心思想是將未排序元素逐個插入已排序部分的正確位置,類似整理撲克牌。適合小規模數據,實現簡單。 基本思路:從第2個元素開始,將當前元素記爲“待插入元素”,與已排序部分從後往前比較,若已排序元素更大則後移,直至找到插入位置,重複操作直至所有元素處理完畢。 Java實現需保存待插入元素,通過循環比較並後移元素完成插入。算法時間複雜度:最好O(n)(已排序),最壞和平均O(n²);空間複雜度O(1)(原地排序);穩定排序,適用於小規模數據或幾乎有序數據。 其核心在於“逐步插入”,實現簡單,穩定性和原地性使其在小規模排序中表現良好。

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使用Java實現快速排序算法

快速排序基於分治思想,核心是選基準元素分區(小於和大於基準),遞歸處理子數組,平均時間複雜度O(n log n),是常用高效排序算法。基本步驟:選基準(如最右元素),分區後遞歸排序左右子數組。分區邏輯:以最右元素爲基準,定義i指向“小於基準區域”末尾,遍歷數組交換小於基準的元素,最後將基準移至正確位置。Java代碼實現了該邏輯。時間複雜度平均O(n log n),最壞O(n²),空間平均O(log n)。缺點是不穩定排序,最壞性能較差,需注意基準選擇優化性能。

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使用Java實現冒泡排序算法

冒泡排序是基礎排序算法,核心思想是重複比較相鄰元素並交換位置,使較大元素“冒泡”到數組末尾(升序)。其排序步驟通過多輪迭代完成:每輪確定當前未排序部分的最大元素位置並移至末尾,直到數組有序。 Java代碼實現中,外層循環控制排序輪數(最多n-1輪),內層循環比較相鄰元素並交換。關鍵優化是通過`swapped`標記,若某輪無交換則提前終止,最好情況下時間複雜度降爲O(n)。時間複雜度最壞和平均爲O(n²),空間複雜度O(1)(原地排序)。 冒泡排序原理簡單直觀,適合教學理解排序核心,但效率較低,僅適用於小規模數據或教學場景,實際大規模數據排序多采用快速排序等高效算法。

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Pytorch神經網絡入門:全連接層與反向傳播原理

本文介紹PyTorch神經網絡基礎,核心圍繞全連接層與反向傳播。全連接層實現前一層神經元與當前層全連接,輸出爲權重矩陣乘輸入加偏置向量。前向傳播是數據從輸入層經全連接層、激活函數到輸出層的正向計算過程,如兩層網絡:輸入→全連接→ReLU→全連接→輸出。 反向傳播是神經網絡學習的核心,通過梯度下降調整參數。原理基於鏈式法則,從輸出層反向計算損失對各參數的梯度,PyTorch的autograd自動記錄計算圖並完成梯度計算。流程包括前向傳播、計算損失、反向傳播(loss.backward())、參數更新(優化器如SGD)。 關鍵概念:全連接層實現特徵組合,前向傳播正向計算,反向傳播通過梯度下降最小化損失,自動求導簡化梯度計算。理解這些原理有助於模型調試與優化。

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快速入門Pytorch:張量維度變換與常用操作

這篇文章介紹了Pytorch張量的核心知識,包括基礎、維度變換、常用操作及練習建議。張量是Pytorch存儲數據的基本結構,類似NumPy數組,支持GPU加速和自動求導。創建方式有:從列表/數值用`torch.tensor()`,從NumPy數組用`torch.from_numpy()`,或用內置函數生成全0/1/隨機張量。 維度變換是關鍵操作:`reshape()`靈活調整形狀(元素總數不變),`squeeze()`去掉單維度,`unsqueeze()`增加單維度,`transpose()`和`permute()`交換維度。常用操作包括基礎算術運算、矩陣乘法`matmul()`、廣播機制(自動擴展維度運算)及聚合操作(`sum()`/`mean()`/`max()`等)。 文章建議通過練習鞏固張量操作,如維度調整、廣播機制和維度交換,以掌握“形狀語言”,爲後續模型構建奠定基礎。

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Pytorch基礎教程:Dataset與DataLoader加載數據實戰

數據加載是機器學習訓練的關鍵環節,PyTorch的`Dataset`和`DataLoader`是高效管理數據的核心工具。`Dataset`作爲數據存儲抽象基類,需繼承實現`__getitem__`(讀取單個樣本)和`__len__`(總樣本數),也可直接用`TensorDataset`包裝張量數據。`DataLoader`則負責批量處理,支持`batch_size`(批次大小)、`shuffle`(打亂順序)、`num_workers`(多線程加載)等參數,優化訓練效率。 實戰中,以MNIST爲例,通過`torchvision`加載圖像數據,結合`Dataset`和`DataLoader`實現高效迭代。需注意Windows下`num_workers`默認設爲0,避免內存問題;訓練時`shuffle=True`打亂數據,驗證/測試集設爲`False`保證可復現。 關鍵步驟:1. 定義`Dataset`存儲數據;2. 創建`DataLoader`設置參數;3. 迭代`DataLoader`輸入模型訓練。二者是數據處理基石,掌握後可靈活應對各類數據加載需求。

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零基礎玩轉Pytorch:數據可視化與模型評估技巧

本文介紹Pytorch中數據可視化與模型評估的核心技能,助力高效調試模型。數據可視化方面,Matplotlib可觀察數據分佈(如MNIST樣本及標籤直方圖)、TensorBoard監控訓練過程(標量變化、模型結構)。模型評估中,分類任務需關注準確率、混淆矩陣(如MNIST分類示例),迴歸任務用MSE、MAE。實戰中,通過可視化發現問題(如“8”“9”混淆),迭代優化模型。進階可探索GAN可視化、即時指標計算等。掌握這些技能能快速定位問題、理解數據,爲複雜模型開發奠基。

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Pytorch入門到實踐:用簡單例子理解模型構建

這篇Pytorch入門教程涵蓋核心知識點:Pytorch基於Python,動態計算圖優勢明顯,安裝簡單(`pip install torch`)。核心數據結構是張量(Tensor),支持GPU加速,可創建、操作(加減乘除、矩陣乘法)及與NumPy互轉。自動求導(autograd)通過`requires_grad=True`實現梯度計算,如`y=x²+3x`在x=2時導數爲7。線性迴歸模型繼承`nn.Module`定義,前向傳播實現`y=wx+b`。數據準備生成模擬數據(`y=2x+3+噪聲`),通過`TensorDataset`和`DataLoader`批量加載。訓練用MSE損失與SGD優化器,循環中梯度清零、反向傳播、參數更新,1000輪後驗證並可視化結果,學習到參數接近真實值。核心流程涵蓋張量操作、自動求導、模型構建、數據加載及訓練優化,可擴展至複雜模型。

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新手友好!Pytorch損失函數與訓練循環基礎

文章介紹機器學習中損失函數與訓練循環的作用及實現。損失函數衡量模型預測與真實標籤的差距,訓練循環通過調整參數減小損失實現模型學習。常用損失函數:MSE適用於迴歸任務(如房價預測),CrossEntropy適用於分類任務(如貓狗識別),Pytorch中分別用`nn.MSELoss()`和`nn.CrossEntropyLoss()`調用。訓練循環核心四步:前向傳播(模型預測)→計算損失→反向傳播(求梯度)→參數更新(優化器調整),需注意反向傳播前清零梯度。以線性迴歸爲例,生成模擬數據,定義線性模型,用MSE損失和Adam優化器訓練,迭代優化參數。關鍵注意事項:梯度清零、訓練/推理模式切換、優化器選擇(如Adam)、分批訓練(DataLoader)。掌握這些可實現模型從數據中學習規律,爲複雜模型奠定基礎。

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Pytorch優化器入門:SGD、Adam等優化算法實戰

### 優化器:深度學習的“導航系統” 優化器是深度學習中更新模型參數、最小化損失函數的核心工具,類似爬山時的導航系統,幫助模型從“高損失”山頂走向“低損失”山谷。其核心任務是通過調整參數,提升模型在訓練數據上的表現。 不同優化器針對不同場景設計:基礎SGD(隨機梯度下降)簡單但收斂慢,需手動調參;SGD+Momentum加入“慣性”,加速收斂;Adam結合動量與自適應學習率,默認參數效果優異,是大多數任務的首選;AdamW在Adam基礎上加入權重衰減(L2正則化),有效防止過擬合。 PyTorch的`torch.optim`模塊提供多種優化器:SGD適用於簡單模型,SGD+Momentum加速波動模型(如RNN),Adam適配多數任務(CNN、Transformer等),AdamW適合小數據或複雜模型。 實戰中,對比線性迴歸任務可見:Adam收斂更快、損失更平穩,參數更接近真實值(如`y=2x+3`);SGD易震盪。建議初學者優先用Adam,若需控制

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從0開始學Pytorch:激活函數與卷積層基礎講解

### 激活函數與卷積層概述 **激活函數**:神經網絡需非線性變換擬合複雜關係,激活函數引入非線性。常見函數: - **ReLU**:`y = max(0, x)`,計算簡單,解決梯度消失,最常用(PyTorch:`nn.ReLU()`)。 - **Sigmoid**:`y = 1/(1+exp(-x))`,輸出(0,1)用於二分類,但梯度消失(PyTorch:`nn.Sigmoid()`)。 - **Tanh**:`y=(exp(x)-exp(-x))/(exp(x)+exp(-x))`,輸出(-1,1),均值0,易訓練但仍有梯度消失(PyTorch:`nn.Tanh()`)。 **卷積層**:CNN核心,通過卷積核提取局部特徵。基本概念:輸入(如RGB圖像,形狀`(batch, in_channels, H, W)`)、卷積核(小矩陣)、步長(滑動像素數)、填充(邊緣補0控輸出尺寸)。PyTorch用`nn.Conv2d`實現,關鍵參數:`in_channels`(輸入

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Pytorch入門必看:數據加載與預處理實戰教程

數據加載與預處理是深度學習模型訓練的關鍵基礎,PyTorch通過`Dataset`、`DataLoader`和`transforms`工具高效實現。`Dataset`作爲數據容器,定義樣本獲取方式,如`torchvision.datasets`內置MNIST等數據集,自定義需實現`__getitem__`和`__len__`。`DataLoader`負責批量加載,核心參數包括`batch_size`、`shuffle`(訓練設True)、`num_workers`(多線程加速)。數據預處理通過`transforms`實現,如`ToTensor`轉張量、`Normalize`歸一化、`RandomCrop`等數據增強(僅訓練集使用),`Compose`可組合變換。實戰以MNIST爲例,從定義預處理、加載數據集到創建`DataLoader`完成全流程,需注意歸一化參數、數據增強僅訓練集、Windows下`num_workers`設0避免多線程錯誤。掌握這些技能可高效處理數據,爲模型訓練奠基。

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輕鬆掌握Pytorch基礎:張量操作與自動求導詳解

這篇文章介紹了PyTorch中張量(Tensor)的基礎內容。張量是存儲和操作數據的基本單位,類似NumPy數組但支持GPU加速,是神經網絡核心結構。創建方式包括從列表/NumPy數組(`torch.tensor()`/`as_tensor()`)和構造函數(`zeros()`/`ones()`/`rand()`等)。 基本屬性有形狀(`.shape`/`.size()`)、數據類型(`.dtype`)和設備(`.device`),可通過`.to()`轉換類型或設備。主要操作包括算術運算(加減乘除、矩陣乘法)、索引切片、變形(`reshape()`/`squeeze()`/`unsqueeze()`)及拼接拆分(`cat()`/`stack()`/`split()`等)。 自動求導是核心,通過`requires_grad=True`追蹤梯度,`backward()`觸發梯度計算,`grad`獲取梯度值。需注意非葉子節點梯度處理、梯度累加及`detach()`分離張量。掌握張量操作和自動求導是神經網絡學習的基礎。

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Pytorch入門教程:手把手教你搭建第一個神經網絡模型

本文是PyTorch入門教程,通過搭建基於MNIST數據集的全連接神經網絡(MLP)模型,講解核心操作。首先安裝PyTorch(CPU/GPU版),使用torchvision加載MNIST數據集,經ToTensor轉換爲張量、Normalize標準化後,用DataLoader批量處理(batch_size=64)。模型定義爲輸入層784(28×28圖像展平)、隱藏層128(ReLU激活)、輸出層10(Softmax)的MLP,繼承nn.Module實現前向傳播。損失函數選CrossEntropyLoss,優化器用SGD(lr=0.01)。訓練5個epoch,循環執行前向傳播、損失計算、反向傳播與參數更新,每100batch打印損失。測試時模型設爲eval模式,禁用梯度計算,計算測試集準確率。教程還建議擴展方向,如調整網絡結構、更換優化器或數據集等。

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零基礎學Pytorch:從張量到神經網絡的入門指南

這篇文章介紹了PyTorch的核心內容及基礎應用。PyTorch以靈活直觀、語法接近Python著稱,適合深度學習初學者,支持GPU加速和自動求導。核心內容包括: 1. **張量(Tensor)**:基礎數據結構,類似多維數組,支持從數據、全0/1、隨機數創建,可與NumPy互轉,支持形狀操作、算術運算(元素級/矩陣)及設備轉換(CPU/GPU)。 2. **自動求導**:通過`autograd`實現自動微分,設置`requires_grad=True`的張量會被追蹤計算歷史,調用`backward()`自動計算梯度,如函數`y=x²+3x-5`在`x=2`時梯度爲7.0。 3. **神經網絡構建**:基於`torch.nn`模塊,包含線性層(`nn.Linear`)、激活函數、損失函數(如MSE)和優化器(如SGD),支持自定義模型類和`nn.Sequential`組合。 4. **實戰線性迴歸**:生成模擬數據`y=2x+3+噪聲`,定義線性模型、MSE損失、

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告別依賴混亂:Python虛擬環境virtualenv的安裝與使用

Python開發中常因不同項目依賴版本衝突(如項目A需Django 1.11、項目B需2.2)導致“依賴混亂”,全局安裝會覆蓋庫文件,引發運行錯誤。虛擬環境可解決此問題,爲每個項目創建獨立隔離的Python環境,含專屬解釋器和依賴庫,互不干擾。 virtualenv是常用輕量開源工具,安裝前需確保Python和pip已安裝,執行`pip install virtualenv`即可。創建虛擬環境時,進入項目目錄,執行`virtualenv venv`(`venv`爲環境名,可自定義),生成含獨立環境的`venv`文件夾。 激活虛擬環境需按系統區分:Windows CMD用`venv\Scripts\activate.bat`,PowerShell需先設執行策略,Mac/Linux用`source venv/bin/activate`,激活後命令行顯示`(venv)`。激活後,用`pip`安裝的依賴僅存於該環境,可通過`pip list`查看,導出依賴用`pip freeze > requirements.txt`,他人可`pip install -r requirements.txt`快速安裝。退出用`deactivate`,刪除直接

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前端與後端聯動:Flask模板渲染HTML動態數據示例

本文介紹Flask框架實現前後端數據聯動渲染的基礎方法。首先需安裝Flask並創建項目結構(含app.py和templates文件夾)。後端通過@app.route定義路由,視圖函數準備數據(如用戶信息字典),並以render_template將數據傳遞給前端模板。前端模板利用Jinja2語法(變量輸出{{ }}、條件判斷{% if %}、循環渲染{% for %})展示數據。運行app.py後訪問localhost:5000,即可看到動態渲染的用戶信息。核心步驟:後端數據準備與路由渲染、前端模板語法解析。掌握此流程後,可擴展更多數據傳遞與模板複用(如多條件判斷、列表渲染),是Web開發前後端協作的基礎。

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數據存儲基礎:Python Web如何用SQLite保存用戶信息

本文介紹用SQLite和Flask實現Web數據存儲的基礎方法。SQLite輕量易用,Python內置且無需額外服務器,適合初學者。環境需先安裝Flask。核心步驟是創建用戶表(含id自增、用戶名唯一、密碼、郵箱字段),通過Python操作實現註冊(參數化插入數據)和用戶列表展示(查詢並返回字典結果)。操作中需注意密碼加密(防明文)、SQL注入防護及連接關閉。文章以示例代碼演示數據持久化流程,強調SQLite適合小型項目,是學習數據存儲的入門工具,後續可擴展登錄驗證、ORM等功能。

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新手必看:Django模板引擎Jinja2的變量與循環語法

本文介紹Django模板引擎Jinja2中變量和循環的核心語法。模板引擎通過後端數據與HTML模板結合生成網頁,Jinja2是Django默認引擎,重點講解變量和循環。 變量語法:用雙大括號{{}}包裹,支持字符串、數字、布爾值、列表(直接顯示),字典可用點(.)或方括號([])訪問,如{{user.name}}或{{user["address"]["city"]}}。注意變量未定義會報錯,模板不可修改變量。 循環語法:用{% for 變量 in 列表 %}遍歷,配合forloop.counter(計數)、first/last(首尾標記),{% empty %}處理空列表。例如循環列表或字典列表(如用戶列表中每個字典)。 總結:掌握變量和循環,可快速渲染數據,後續將講解條件、過濾器等進階內容。

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3分鐘搞懂:Python Web開發中路由的定義與使用

這篇文章介紹了Web開發中“路由”的概念及Flask框架下的應用。路由類比餐廳服務員,負責接收用戶請求(如訪問網址)並匹配對應處理邏輯(如返回網頁),是連接用戶請求與後端邏輯的核心。 文章重點講解Flask中路由的關鍵用法: 1. **基礎路由**:用`@app.route('/路徑')`定義,對應視圖函數返回響應,如根路徑`/`的首頁。 2. **動態參數**:通過`<參數名>`或`<類型:參數名>`(如`int:post_id`)接收用戶輸入,自動類型轉換。 3. **HTTP方法**:用`methods=['GET','POST']`指定允許的請求方式,結合`request`對象判斷請求類型。 4. **反向查找**:用`url_for('函數名', 參數)`動態生成路由URL,避免硬編碼。 核心是通過路由實現請求分發、參數處理和頁面交互,掌握這些基礎可支撐Web應用的頁面跳轉與數據交互。

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用戶認證入門:Flask Session實現簡單登錄與權限控制

本文介紹使用Flask框架和Session機制實現Web應用的用戶認證與權限控制,適合初學者。首先明確用戶認證(驗證身份)和權限控制(判斷訪問權限)的概念,強調Session用於存儲用戶狀態,Flask的`session`對象支持直接操作。 環境準備需安裝Flask,創建應用並配置`secret_key`加密Session。實現登錄功能:通過表單收集用戶名密碼,驗證後(模擬用戶數據庫)設置`session['username']`,登錄成功跳轉個人中心。權限控制用`@login_required`裝飾器檢查Session,保護需登錄頁面(如個人中心)。登出通過`session.pop('username')`清除用戶狀態。 核心內容:Session基礎、登錄驗證、權限裝飾器、登出功能。總結了所學知識點,擴展方向包括數據庫連接、密碼加密、多角色權限等。Flask Session提供簡單安全方案,可逐步構建複雜應用。

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