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Python 中的强化学习入门,使用 OpenAI Gym 库

hqy hqy 发表于2025-02-28 16:23:34 浏览6 评论0百度已收录

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嗨,各位朋友!今天咱们来聊聊 Python 里超有意思的强化学习,而且会用到 OpenAI Gym 这个超棒的库。强化学习是啥呢?简单来说,它就像训练一个聪明的小助手,这个小助手通过不断尝试各种行为,从环境反馈中学习,最终找到完成任务的最佳方式 。它和我们平常接触的监督学习、无监督学习不太一样,强化学习更注重在动态环境里和环境互动,根据奖励机制来调整自己的行为。

而 OpenAI Gym 库,就像是一个装满各种有趣游戏和任务环境的大宝库,专门为我们学习和实践强化学习提供了便利。在这个库里,我们可以很方便地搭建各种强化学习场景,让算法在里面大展身手。

估计有朋友会好奇:“强化学习听起来挺高大上,可在烘焙和美食行业能有啥用呢?” 用处可不少呢!比如说,一家烘焙店想优化自己的生产流程,怎么确定每天每种面包、蛋糕的最佳产量,既能满足顾客需求又不造成浪费呢?又或者一家美食外卖店,怎么安排配送路线,能在最短时间内把美食送到顾客手里呢?这些问题,强化学习都能帮上忙。

接下来,咱们就用 Python 和 OpenAI Gym 库来实现一些简单的强化学习应用,看看在烘焙美食行业到底怎么玩。首先,安装好 OpenAI Gym 库,然后开始写代码。

第一段代码,我们来创建一个简单的环境,模拟烘焙店根据每天的销售情况调整第二天的面包产量:

import gym# 创建自定义的烘焙店环境,这里先使用简单的离散动作空间和观测空间class BakeryEnv(gym.Env): def __init__(self): # 假设面包产量有5个离散的选择:50, 100, 150, 200, 250 self.action_space = gym.spaces.Discrete(5) # 假设观测是前一天的销量,销量范围是0 - 300 self.observation_space = gym.spaces.Box(low=0, high=300, shape=(1,)) def step(self, action): # 简单模拟,根据选择的产量和前一天销量计算奖励 reward = -10 # 默认奖励为-10,表示没有调整好产量 # 假设前一天销量为self.prev_sales(这里简单设为100) self.prev_sales = 100 if action == 1 and self.prev_sales >= 50 and self.prev_sales < 100: reward = 10 # 如果产量合适,给予奖励 elif action == 2 and self.prev_sales >= 100 and self.prev_sales < 150: reward = 10 # 其他产量和销量匹配情况同理 done = True return self.observation_space.sample(), reward, done, {} def reset(self): return self.observation_space.sample()env = BakeryEnv()

这段代码定义了一个简单的烘焙店环境,在这个环境里,“产量选择” 是动作,“前一天销量” 是观测,通过step函数根据产量和销量匹配情况给出奖励。

第二段代码,我们用一个简单的随机策略在这个环境里进行试验:

total_reward = 0for i_episode in range(10): observation = env.reset() for t in range(100): action = env.action_space.sample() # 随机选择产量 observation, reward, done, info = env.step(action) total_reward += reward if done: print(f"Episode {i_episode} finished after {t + 1} timesteps, total reward: {total_reward}") break

这段代码通过随机选择产量动作,在前面定义的烘焙店环境里进行试验,计算每一轮试验的总奖励,通过这种方式来初步探索环境和奖励机制。

好啦,今天关于 Python 中的强化学习入门,使用 OpenAI Gym 库在烘焙美食行业的应用就分享到这里。希望大家通过这些内容,对强化学习有了更深入的了解,也能在自己的工作和生活中发现更多强化学习的应用场景。要是你在实践过程中有任何问题,或者有更好的想法,欢迎在评论区留言分享。祝愿大家在学习和应用强化学习的道路上一帆风顺,收获满满!咱们评论区见!