深度学习每周学习总结R5（LSTM-实现糖尿病探索与预测-模型优化）

• 🍨 本文为🔗365天深度学习训练营 中的学习记录博客R7中的内容，为了便于自己整理总结起名为R5
• 🍖 原作者：K同学啊 | 接辅导、项目定制

0. 总结

数据导入及处理部分：在 PyTorch 中，我们通常先将 NumPy 数组转换为 torch.Tensor，再封装到 TensorDataset 或自定义的 Dataset 里，然后用 DataLoader 按批次加载。

模型构建部分：LSTM

设置超参数：在这之前需要定义损失函数，学习率（动态学习率），以及根据学习率定义优化器（例如SGD随机梯度下降），用来在训练中更新参数，最小化损失函数。

定义训练函数：函数的传入的参数有四个，分别是设置好的DataLoader(),定义好的模型，损失函数，优化器。函数内部初始化损失准确率为0，接着开始循环，使用DataLoader()获取一个批次的数据，对这个批次的数据带入模型得到预测值，然后使用损失函数计算得到损失值。接下来就是进行反向传播以及使用优化器优化参数，梯度清零放在反向传播之前或者是使用优化器优化之后都是可以的，一般是默认放在反向传播之前。

定义测试函数：函数传入的参数相比训练函数少了优化器，只需传入设置好的DataLoader(),定义好的模型，损失函数。此外除了处理批次数据时无需再设置梯度清零、返向传播以及优化器优化参数，其余部分均和训练函数保持一致。

训练过程：定义训练次数，有几次就使用整个数据集进行几次训练，初始化四个空list分别存储每次训练及测试的准确率及损失。使用model.train()开启训练模式，调用训练函数得到准确率及损失。使用model.eval()将模型设置为评估模式，调用测试函数得到准确率及损失。接着就是将得到的训练及测试的准确率及损失存储到相应list中并合并打印出来，得到每一次整体训练后的准确率及损失。

结果可视化

模型的保存，调取及使用。在PyTorch中，通常使用 torch.save(model.state_dict(), ‘model.pth’) 保存模型的参数，使用 model.load_state_dict(torch.load(‘model.pth’)) 加载参数。

需要改进优化的地方：确保模型和数据的一致性，都存到GPU或者CPU;注意numclasses不要直接用默认的1000，需要根据实际数据集改进；实例化模型也要注意numclasses这个参数；此外注意测试模型需要用（3,224,224）3表示通道数，这和tensorflow定义的顺序是不用的（224,224,3），做代码转换时需要注意。

关于优化：

目前的尝试： 采用了L2正则化及dropout 测试集准确率目前可以达到 78%

优化细节（目前只采用了1、2两种方式）

1. L2 正则化（权重衰减）

在 Adam 优化器中添加 weight_decay 参数，这相当于在损失函数中添加了L2正则化项。L2正则化有助于限制模型的权重过大，从而减少过拟合。

你只需要在优化器的定义中添加 weight_decay 参数：

optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=learn_rate, weight_decay=1e-4)

其中 1e-4 是L2正则化的强度，你可以根据需要调整这个值。一般来说，较小的值（如1e-5到1e-4）就可以起到一定的正则化作用。

2. Dropout

Dropout 是一种非常有效的正则化技术，通过随机丢弃神经网络中的一部分神经元，减少模型的复杂度。你可以在LSTM层和全连接层之间加入 Dropout 层。

在你的 model_lstm 类中，可以在每个LSTM层后加入 Dropout 层。例如，在forward函数中插入Dropout操作：

class model_lstm(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(model_lstm, self).__init__()
        self.lstm0 = nn.LSTM(input_size=13, hidden_size=200, 
                              num_layers=1, batch_first=True)
        
        self.lstm1 = nn.LSTM(input_size=200, hidden_size=200, 
                              num_layers=1, batch_first=True)
        self.dropout = nn.Dropout(0.5)  # 设置Dropout比率为0.5
        self.fc0 = nn.Linear(200, 2)

    def forward(self, x):
        out, hidden1 = self.lstm0(x)
        out, _ = self.lstm1(out, hidden1)
        out = self.dropout(out)  # 在LSTM后加Dropout
        out = self.fc0(out)
        return out

这里，0.5 表示每次训练时会随机丢弃50%的神经元。你可以调整这个比例，通常0.3到0.5是常见的选择。

3. Early Stopping（早停）

你可以在训练过程中监控验证集准确率，若验证集的准确率在若干个epoch内没有提升，可以提前停止训练。这可以避免模型在训练集上过拟合，减少不必要的训练。

# 假设best_acc为最优验证集准确率，patience为耐心值，即允许多少个epoch验证集准确率不提升
patience = 5
trigger_times = 0
best_acc = 0.0

for epoch in range(epochs):
    model.train()
    epoch_train_acc, epoch_train_loss = train(train_dl, model, loss_fn, optimizer)
    
    model.eval()
    epoch_test_acc, epoch_test_loss = test(test_dl, model, loss_fn)
    
    # 如果验证集准确率没有提升，增加trigger_times
    if epoch_test_acc > best_acc:
        best_acc = epoch_test_acc
        trigger_times = 0
    else:
        trigger_times += 1

    if trigger_times >= patience:
        print(f"Early stopping at epoch {epoch + 1}")
        break

4. Batch Normalization

BatchNormalization 是另一种正则化技术，通过对每一层的输出进行标准化来加速训练并减少过拟合。对于LSTM等循环神经网络模型，BatchNormalization的使用可能不是很直接，通常建议在全连接层或卷积层后使用。如果要在LSTM中使用，可以尝试在LSTM之后添加BatchNormalization层：

class model_lstm(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(model_lstm, self).__init__()
        self.lstm0 = nn.LSTM(input_size=13, hidden_size=200, 
                              num_layers=1, batch_first=True)
        
        self.lstm1 = nn.LSTM(input_size=200, hidden_size=200, 
                              num_layers=1, batch_first=True)
        self.bn = nn.BatchNorm1d(200)  # BatchNorm层
        self.fc0 = nn.Linear(200, 2)

    def forward(self, x):
        out, hidden1 = self.lstm0(x)
        out, _ = self.lstm1(out, hidden1)
        out = self.bn(out[:, -1, :])  # 对LSTM的输出进行Batch Normalization
        out = self.fc0(out)
        return out

总结

你可以根据需求选择一种或多种正则化方法：

• 在优化器中添加L2正则化（weight_decay）。
• 在LSTM后加入Dropout层。
• 采用Early Stopping技术来避免过拟合。
• 如果适用的话，考虑Batch Normalization。

你可以根据实验结果逐步调整这些方法，看看哪种最适合你的数据和任务。

其他可行的方法（待测试）

进一步调整学习率
网络机构调整
增加训练集数据等

1. LSTM介绍

LSTM（Long Short-Term Memory）是一种特殊类型的循环神经网络（RNN），主要用于处理和预测基于时间序列的数据。它解决了传统RNN在处理长时间依赖问题时的局限性，比如“梯度消失”问题。

LSTM的基本组成部分

LSTM通过“记忆单元”来决定哪些信息需要记住，哪些需要遗忘。它的核心是一个“门控”机制，主要有三个“门”：

1. 遗忘门（Forget Gate）：决定上一时刻的状态需要遗忘多少。
2. 输入门（Input Gate）：决定当前输入信息中有多少被存储到“记忆单元”。
3. 输出门（Output Gate）：决定“记忆单元”中的信息有多少会传递到下一时刻的状态。

如何理解与应用LSTM

1. 理解LSTM的优势：LSTM能捕捉长时间序列中的依赖关系，适合处理那些长序列的数据，如文本、语音、金融数据等。相比于传统的RNN，LSTM能够有效解决“梯度消失”问题，使得模型能够学习长期的依赖关系。

2. 应用场景：LSTM广泛应用于自然语言处理（如文本生成、机器翻译、情感分析）、语音识别、时间序列预测（如股市预测）等领域。

3. 如何使用LSTM：在初学者阶段，可以从以下几个步骤入手：

   • 数据预处理：将数据转换成适合时间序列建模的格式，比如文本序列或连续的时间戳数据。
   • 选择框架：使用像TensorFlow或PyTorch这样的深度学习框架来实现LSTM。你可以从简单的LSTM网络开始，逐渐增加网络复杂性。
   • 调试与优化：调整LSTM的超参数（如隐藏单元数、学习率、批量大小等）来提升模型性能。

你可以从一个简单的文本生成模型或者时间序列预测模型开始，逐步理解LSTM的细节和优势。

import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
import torchvision,torch

import numpy             as np
import pandas            as pd
import seaborn           as sns
from sklearn.model_selection   import train_test_split
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['savefig.dpi'] = 500 #图片像素
plt.rcParams['figure.dpi']  = 500 #分辨率

plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  # 用来正常显示中文标签

import warnings 
warnings.filterwarnings("ignore")

# 设置硬件设备，如果有GPU则使用，没有则使用cpu
device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
device

device(type='cuda')

2. 数据预处理

DataFrame=pd.read_excel('./data/dia.xlsx')
DataFrame.head()

# 查看数据是否有缺失值
print('数据缺失值---------------------------------')
print(DataFrame.isnull().sum())

数据缺失值---------------------------------
卡号            0
性别            0
年龄            0
高密度脂蛋白胆固醇     0
低密度脂蛋白胆固醇     0
极低密度脂蛋白胆固醇    0
甘油三酯          0
总胆固醇          0
脉搏            0
舒张压           0
高血压史          0
尿素氮           0
尿酸            0
肌酐            0
体重检查结果        0
是否糖尿病         0
dtype: int64

# 数据分布分析
feature_map = {
    '年龄': '年龄',
    '高密度脂蛋白胆固醇': '高密度脂蛋白胆固醇',
    '低密度脂蛋白胆固醇': '低密度脂蛋白胆固醇',
    '极低密度脂蛋白胆固醇': '极低密度脂蛋白胆固醇',
    '甘油三酯': '甘油三酯',
    '总胆固醇': '总胆固醇',
    '脉搏': '脉搏',
    '舒张压':'舒张压',
    '高血压史':'高血压史',
    '尿素氮':'尿素氮',
    '尿酸':'尿酸',
    '肌酐':'肌酐',
    '体重检查结果':'体重检查结果'
}
plt.figure(figsize=(15, 10))

for i, (col, col_name) in enumerate(feature_map.items(), 1):
    plt.subplot(3, 5, i)
    sns.boxplot(x=DataFrame['是否糖尿病'], y=DataFrame[col])
    plt.title(f'{col_name}的箱线图', fontsize=14)
    plt.ylabel('数值', fontsize=12)
    plt.grid(axis='y', linestyle='--', alpha=0.7)

plt.tight_layout()
plt.show()

​ 在这里插入图片描述

​

# # 相关性分析  
# import plotly
# import plotly.express as px

# # 删除列 '卡号'
# DataFrame.drop(columns=['卡号'], inplace=True)
# # 计算各列之间的相关系数
# df_corr = DataFrame.corr()

# # 相关矩阵生成函数
# def corr_generate(df):
#     fig = px.imshow(df,text_auto=True,aspect="auto",color_continuous_scale='RdBu_r')
#     fig.show()

# # 生成相关矩阵
# corr_generate(df_corr)

3. 数据集构建

from sklearn.preprocessing import StandardScaler

# '高密度脂蛋白胆固醇'字段与糖尿病负相关，故而在 X 中去掉该字段
X = DataFrame.drop(['是否糖尿病','高密度脂蛋白胆固醇'],axis=1)
y = DataFrame['是否糖尿病']

sc_X    = StandardScaler()
X = sc_X.fit_transform(X)

X = torch.tensor(np.array(X), dtype=torch.float32)
y = torch.tensor(np.array(y), dtype=torch.int64)

train_X, test_X, train_y, test_y = train_test_split(X, y, 
                                                    test_size=0.2,
                                                    random_state=1)
train_X.shape, train_y.shape

(torch.Size([804, 13]), torch.Size([804]))

from torch.utils.data import TensorDataset, DataLoader

train_dl = DataLoader(TensorDataset(train_X, train_y),
                      batch_size=64, 
                      shuffle=False)

test_dl  = DataLoader(TensorDataset(test_X, test_y),
                      batch_size=64, 
                      shuffle=False)

4. 定义模型

class model_lstm(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(model_lstm, self).__init__()
        self.lstm0 = nn.LSTM(input_size=13 ,hidden_size=200, 
                             num_layers=1, batch_first=True)
        
        self.lstm1 = nn.LSTM(input_size=200 ,hidden_size=200, 
                             num_layers=1, batch_first=True)
        self.dropout = nn.Dropout(0.5)  # 尝试设置Dropout比率为0.5；0.5 表示每次训练时会随机丢弃50%的神经元。你可以调整这个比例，通常0.3到0.5是常见的选择。
        self.fc0   = nn.Linear(200, 2)
 
    def forward(self, x):
 
        out, hidden1 = self.lstm0(x) 
        out, _ = self.lstm1(out, hidden1)
        out    = self.dropout(out)  # 尝试在LSTM后加Dropout
        out    = self.fc0(out) 
        return out   

5. 初始化模型及优化器

model = model_lstm().to(device)
print(model)

loss_fn    = nn.CrossEntropyLoss() # 创建损失函数
weight_decay = 1e-4 # 尝试加入权重衰减;一般来说，较小的值（如1e-5到1e-4）就可以起到一定的正则化作用。
# weight_decay = 1e-3
learn_rate = 1e-3   # 学习率
# learn_rate = 3e-4   # 学习率
lambda1 = lambda epoch:(0.92**(epoch//2))

optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(),lr = learn_rate, weight_decay = 1e-4)
scheduler = torch.optim.lr_scheduler.LambdaLR(optimizer,lr_lambda=lambda1) # 选定调整方法
epochs     = 50

model_lstm(
  (lstm0): LSTM(13, 200, batch_first=True)
  (lstm1): LSTM(200, 200, batch_first=True)
  (dropout): Dropout(p=0.5, inplace=False)
  (fc0): Linear(in_features=200, out_features=2, bias=True)
)

6. 训练函数

# 训练循环
def train(dataloader, model, loss_fn, optimizer):
    size = len(dataloader.dataset)  # 训练集的大小
    num_batches = len(dataloader)   # 批次数目, (size/batch_size，向上取整)

    train_loss, train_acc = 0, 0  # 初始化训练损失和正确率
    
    for X, y in dataloader:  # 获取图片及其标签
        X, y = X.to(device), y.to(device)
        
        # 计算预测误差
        pred = model(X)          # 网络输出
        loss = loss_fn(pred, y)  # 计算网络输出和真实值之间的差距，targets为真实值，计算二者差值即为损失
        
        # 反向传播
        optimizer.zero_grad()  # grad属性归零
        loss.backward()        # 反向传播
        optimizer.step()       # 每一步自动更新
        
        # 记录acc与loss
        train_acc  += (pred.argmax(1) == y).type(torch.float).sum().item()
        train_loss += loss.item()
            
    train_acc  /= size
    train_loss /= num_batches

    return train_acc, train_loss

7. 测试函数

def test (dataloader, model, loss_fn):
    size        = len(dataloader.dataset)  # 测试集的大小
    num_batches = len(dataloader)          # 批次数目, (size/batch_size，向上取整)
    test_loss, test_acc = 0, 0
    
    # 当不进行训练时，停止梯度更新，节省计算内存消耗
    with torch.no_grad():
        for X, y in dataloader:
            X, y = X.to(device), y.to(device)
            
            # 计算loss
            target_pred = model(X)
            loss        = loss_fn(target_pred, y)
            
            test_loss += loss.item()
            test_acc  += (target_pred.argmax(1) == y).type(torch.float).sum().item()

    test_acc  /= size
    test_loss /= num_batches

    return test_acc, test_loss

8. 训练过程

import copy

train_loss = []
train_acc  = []
test_loss  = []
test_acc   = []

best_acc = 0.0

for epoch in range(epochs):
    model.train()
    epoch_train_acc, epoch_train_loss = train(train_dl, model, loss_fn, optimizer)
    
    # 更新学习率
    scheduler.step() # 更新学习率——调用官方动态学习率时使用
    
    model.eval()
    epoch_test_acc, epoch_test_loss = test(test_dl, model, loss_fn)
    
    # 保存最佳模型
    if epoch_test_acc > best_acc:
        best_acc = epoch_test_acc
        best_model = copy.deepcopy(model)

    train_acc.append(epoch_train_acc)
    train_loss.append(epoch_train_loss)
    test_acc.append(epoch_test_acc)
    test_loss.append(epoch_test_loss)
    
    # 获取当前的学习率
    lr = optimizer.state_dict()['param_groups'][0]['lr']
    
    template = ('Epoch:{:2d}, Train_acc:{:.1f}%, Train_loss:{:.3f}, Test_acc:{:.1f}%, Test_loss:{:.3f}, Lr:{:.2E}')
    print(template.format(epoch+1, epoch_train_acc*100, epoch_train_loss, 
                          epoch_test_acc*100, epoch_test_loss, lr))
    
print('Done. Best test acc: ', best_acc)

Epoch: 1, Train_acc:53.5%, Train_loss:0.683, Test_acc:55.9%, Test_loss:0.681, Lr:1.00E-03
Epoch: 2, Train_acc:65.0%, Train_loss:0.636, Test_acc:68.8%, Test_loss:0.623, Lr:9.20E-04
Epoch: 3, Train_acc:73.0%, Train_loss:0.536, Test_acc:75.2%, Test_loss:0.542, Lr:9.20E-04
Epoch: 4, Train_acc:76.7%, Train_loss:0.473, Test_acc:78.2%, Test_loss:0.510, Lr:8.46E-04
Epoch: 5, Train_acc:78.7%, Train_loss:0.444, Test_acc:75.7%, Test_loss:0.498, Lr:8.46E-04
Epoch: 6, Train_acc:79.0%, Train_loss:0.425, Test_acc:77.2%, Test_loss:0.485, Lr:7.79E-04
Epoch: 7, Train_acc:80.5%, Train_loss:0.408, Test_acc:76.2%, Test_loss:0.482, Lr:7.79E-04
Epoch: 8, Train_acc:80.8%, Train_loss:0.407, Test_acc:77.7%, Test_loss:0.476, Lr:7.16E-04
Epoch: 9, Train_acc:81.0%, Train_loss:0.392, Test_acc:76.7%, Test_loss:0.483, Lr:7.16E-04
Epoch:10, Train_acc:82.5%, Train_loss:0.391, Test_acc:76.2%, Test_loss:0.481, Lr:6.59E-04
Epoch:11, Train_acc:81.1%, Train_loss:0.380, Test_acc:77.2%, Test_loss:0.481, Lr:6.59E-04
Epoch:12, Train_acc:82.2%, Train_loss:0.361, Test_acc:77.7%, Test_loss:0.494, Lr:6.06E-04
Epoch:13, Train_acc:82.5%, Train_loss:0.355, Test_acc:75.2%, Test_loss:0.500, Lr:6.06E-04
Epoch:14, Train_acc:83.3%, Train_loss:0.341, Test_acc:74.3%, Test_loss:0.507, Lr:5.58E-04
Epoch:15, Train_acc:83.6%, Train_loss:0.333, Test_acc:74.3%, Test_loss:0.514, Lr:5.58E-04
Epoch:16, Train_acc:85.0%, Train_loss:0.321, Test_acc:74.8%, Test_loss:0.527, Lr:5.13E-04
Epoch:17, Train_acc:84.8%, Train_loss:0.303, Test_acc:73.8%, Test_loss:0.542, Lr:5.13E-04
Epoch:18, Train_acc:86.6%, Train_loss:0.289, Test_acc:73.8%, Test_loss:0.554, Lr:4.72E-04
Epoch:19, Train_acc:85.8%, Train_loss:0.300, Test_acc:73.8%, Test_loss:0.499, Lr:4.72E-04
Epoch:20, Train_acc:87.1%, Train_loss:0.282, Test_acc:74.3%, Test_loss:0.525, Lr:4.34E-04
Epoch:21, Train_acc:88.2%, Train_loss:0.255, Test_acc:73.8%, Test_loss:0.610, Lr:4.34E-04
Epoch:22, Train_acc:89.2%, Train_loss:0.239, Test_acc:72.3%, Test_loss:0.604, Lr:4.00E-04
Epoch:23, Train_acc:88.4%, Train_loss:0.231, Test_acc:70.3%, Test_loss:0.601, Lr:4.00E-04
Epoch:24, Train_acc:89.7%, Train_loss:0.218, Test_acc:72.3%, Test_loss:0.632, Lr:3.68E-04
Epoch:25, Train_acc:90.3%, Train_loss:0.214, Test_acc:73.3%, Test_loss:0.682, Lr:3.68E-04
Epoch:26, Train_acc:91.5%, Train_loss:0.200, Test_acc:72.8%, Test_loss:0.712, Lr:3.38E-04
Epoch:27, Train_acc:92.3%, Train_loss:0.176, Test_acc:72.3%, Test_loss:0.743, Lr:3.38E-04
Epoch:28, Train_acc:92.5%, Train_loss:0.166, Test_acc:71.8%, Test_loss:0.771, Lr:3.11E-04
Epoch:29, Train_acc:92.4%, Train_loss:0.164, Test_acc:71.3%, Test_loss:0.778, Lr:3.11E-04
Epoch:30, Train_acc:92.9%, Train_loss:0.162, Test_acc:71.8%, Test_loss:0.832, Lr:2.86E-04
Epoch:31, Train_acc:93.3%, Train_loss:0.143, Test_acc:71.3%, Test_loss:0.906, Lr:2.86E-04
Epoch:32, Train_acc:94.3%, Train_loss:0.131, Test_acc:71.8%, Test_loss:0.976, Lr:2.63E-04
Epoch:33, Train_acc:95.1%, Train_loss:0.122, Test_acc:74.3%, Test_loss:0.955, Lr:2.63E-04
Epoch:34, Train_acc:94.4%, Train_loss:0.119, Test_acc:71.3%, Test_loss:0.927, Lr:2.42E-04
Epoch:35, Train_acc:94.3%, Train_loss:0.126, Test_acc:71.8%, Test_loss:0.896, Lr:2.42E-04
Epoch:36, Train_acc:95.5%, Train_loss:0.115, Test_acc:70.8%, Test_loss:1.024, Lr:2.23E-04
Epoch:37, Train_acc:95.1%, Train_loss:0.108, Test_acc:70.8%, Test_loss:1.005, Lr:2.23E-04
Epoch:38, Train_acc:96.3%, Train_loss:0.092, Test_acc:71.3%, Test_loss:1.140, Lr:2.05E-04
Epoch:39, Train_acc:96.5%, Train_loss:0.085, Test_acc:70.3%, Test_loss:1.137, Lr:2.05E-04
Epoch:40, Train_acc:97.0%, Train_loss:0.079, Test_acc:71.8%, Test_loss:1.148, Lr:1.89E-04
Epoch:41, Train_acc:96.4%, Train_loss:0.081, Test_acc:71.8%, Test_loss:1.153, Lr:1.89E-04
Epoch:42, Train_acc:97.0%, Train_loss:0.079, Test_acc:69.3%, Test_loss:1.119, Lr:1.74E-04
Epoch:43, Train_acc:96.0%, Train_loss:0.082, Test_acc:71.8%, Test_loss:1.161, Lr:1.74E-04
Epoch:44, Train_acc:96.8%, Train_loss:0.080, Test_acc:72.3%, Test_loss:1.126, Lr:1.60E-04
Epoch:45, Train_acc:97.9%, Train_loss:0.068, Test_acc:70.8%, Test_loss:1.235, Lr:1.60E-04
Epoch:46, Train_acc:98.0%, Train_loss:0.058, Test_acc:71.8%, Test_loss:1.281, Lr:1.47E-04
Epoch:47, Train_acc:97.6%, Train_loss:0.057, Test_acc:70.3%, Test_loss:1.271, Lr:1.47E-04
Epoch:48, Train_acc:98.5%, Train_loss:0.052, Test_acc:71.3%, Test_loss:1.259, Lr:1.35E-04
Epoch:49, Train_acc:98.6%, Train_loss:0.054, Test_acc:70.3%, Test_loss:1.405, Lr:1.35E-04
Epoch:50, Train_acc:98.1%, Train_loss:0.046, Test_acc:71.3%, Test_loss:1.315, Lr:1.24E-04
Done. Best test acc:  0.7821782178217822

9. 模型评估

import matplotlib.pyplot as plt
#隐藏警告
import warnings
warnings.filterwarnings("ignore")               #忽略警告信息
plt.rcParams['font.sans-serif']    = ['SimHei'] # 用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False      # 用来正常显示负号
plt.rcParams['figure.dpi']         = 100        #分辨率

epochs_range = range(epochs)

plt.figure(figsize=(12, 3))
plt.subplot(1, 2, 1)

plt.plot(epochs_range, train_acc, label='Training Accuracy')
plt.plot(epochs_range, test_acc, label='Test Accuracy')
plt.legend(loc='lower right')
plt.title('Training and Validation Accuracy')

plt.subplot(1, 2, 2)
plt.plot(epochs_range, train_loss, label='Training Loss')
plt.plot(epochs_range, test_loss, label='Test Loss')
plt.legend(loc='upper right')
plt.title('Training and Validation Loss')
plt.show()

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