귀납적 학습(Inductive Learning) 예제(C++)
02 Nov 2017 | 머신러닝귀납적 학습(Inductive Learning)은 구체적인 데이터 값들을 기반으로 특정 규칙이나 지식을 학습하는 것을 말합니다.
간단한 예제를 살펴보도록 하겠습니다. 다음과 같은 데이터가 있다고 가정합시다.
| A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | Value |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
A부터 J까지의 값의 패턴에 따라 Value 값이 결정이 된다고 할 때, 과거 기록들을 학습하면 향후 A부터 J까지의 값이 주어지면 Value 값을 추측할 수 있습니다.
다음 코드는 Value 값을 예측할 수 있는 A부터 J까지의 값들의 패턴을 추출하는 예제입니다.
C++ 예제 코드
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
static const int DATA_COUNT = 30;
static const int COMPANY_COUNT = 10;
// File에서 데이터를 읽어들임
void loadData(int data[DATA_COUNT][COMPANY_COUNT], int value[DATA_COUNT]) {
freopen("data.txt", "r", stdin);
setbuf(stdout, NULL);
for (int i = 0; i < DATA_COUNT; i++) {
for (int j = 0; j < COMPANY_COUNT; j++) {
scanf("%d", &data[i][j]);
}
scanf("%d", &value[i]);
}
}
// 초기 AnswerSheet는 랜덤값으로 설정
void createRandomAnswerSheet(int answer[COMPANY_COUNT]) {
for (int i = 0; i < COMPANY_COUNT; i++) {
answer[i] = (rand() % 3);
}
}
// 점수 계산
int getScore(int data[DATA_COUNT][COMPANY_COUNT], int value[DATA_COUNT], int answer[COMPANY_COUNT]) {
int score = 0;
for (int i = 0; i < DATA_COUNT; i++) {
int point = 0;
for (int j = 0; j < COMPANY_COUNT; j++) {
if (answer[j] == 2) {
point++;
} else if (answer[j] == data[i][j]) {
point++;
}
if ((point == COMPANY_COUNT) && (value[i] == 1)) {
score++;
} else if ((point != COMPANY_COUNT) && (value[i] == 0)) {
score++;
}
}
}
return score;
}
int main() {
srand(time(NULL));
int score;
int data[DATA_COUNT][COMPANY_COUNT];
int value[DATA_COUNT];
int answer[COMPANY_COUNT];
int bestScore = 0;
int bestAnswer[COMPANY_COUNT];
loadData(data, value);
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
createRandomAnswerSheet(answer);
score = getScore(data, value, answer);
if (score > bestScore) {
for (int j = 0; j < COMPANY_COUNT; j++) {
bestAnswer[j] = answer[j];
}
bestScore = score;
for (int j = 0; j < COMPANY_COUNT; j++) {
printf("%1d ", bestAnswer[j]);
}
printf(" --> score: %d\n", bestScore);
}
}
printf("\n\n");
for (int j = 0; j < COMPANY_COUNT; j++) {
printf("%1d ", bestAnswer[j]);
}
printf(" --> score: %d\n", bestScore);
return 0;
}
</pre>
코드를 간략하게 설명하면,
1. 무작위로 랜덤 패턴을 생성(createRandomAnswerSheet)
이 때 패턴은 숫자 0, 1, 2를 사용(2는 와일드 카드)
2. 생성된 랜덤 패턴과 과거 데이터 기록과 유사성 비교
유사성이 있으면 score + 1
3. 가장 높은 score를 획득한 AnswerSheet 추출
과 같습니다.
과거 데이터 기록의 패턴은 0 또는 1의 값을 가지지만 항상 일정한 규칙을 갖고 있는 것은 아니기 때문에 와일드카드(Wildcard)인 2라는 값을 사용합니다.
랜덤 패턴과 과거 데이터 기록 유사성은 A부터 J까지 각 값들을 비교해서 유사성이 있으면 `point` 변수를 1 씩 증가시킵니다.
그리고 해당 패턴과 일치하면서 `Value` 값이 `1`이 되거나, 해당 패턴과 일치하지 않으면서 `Value` 값이 `0`이 되는 경우에 `score` 값을 1 증가시켜줍니다.