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你描述的流程大方向没错,但稍微需要梳理一下顺序和逻辑,特别是在强化学习里,“梯度下降”和“反向传播”的时机,以及“奖励/折扣”的作用。我们可以把完整训练过程整理如下:
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## 🏗 强化学习中神经网络训练完整流程
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### **步骤 1:初始化**
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* 初始化神经网络参数 $W$(Q网络或策略网络)
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* 初始化经验池(如果使用经验回放)
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* 设置超参数:学习率 $\alpha$、折扣因子 $\gamma$、探索策略参数 $\epsilon$ 等
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### **步骤 2:与环境交互**
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1. 从环境获取当前状态 $S_t$
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2. 根据当前策略 $\pi(a|S_t; W)$ 选择动作 $A_t$(可能用 $\epsilon$-greedy)
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3. 执行动作,环境返回:
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* 下一状态 $S_{t+1}$
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* 奖励 $R_{t+1}$
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> 这里**奖励**和**折扣因子**还没参与梯度下降,它只是用来计算目标值(TD target 或 MC return)。
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### **步骤 3:存储经验**
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* 存储 $(S_t, A_t, R_{t+1}, S_{t+1})$ 到经验池(可选)
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### **步骤 4:构造损失函数**
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* 计算预测值:$Q(S_t,A_t; W)$(正向传播)
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* 构造目标值:
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* **TD方法**: $y = R_{t+1} + \gamma \max_{a'} Q(S_{t+1}, a'; W^-)$
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* **MC方法**: $y = G_t$(整条轨迹的回报)
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* 损失函数:
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$$
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L(W) = (y - Q(S_t,A_t; W))^2
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$$
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### **步骤 5:梯度计算 & 参数更新**
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1. **正向传播**:算出预测值 $Q(S_t,A_t; W)$
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2. **反向传播**:计算 $\nabla_W L(W)$
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3. **梯度下降**:更新参数
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$$
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W \leftarrow W - \alpha \nabla_W L(W)
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$$
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> 这里梯度下降和反向传播是在 **同一个训练步里** 进行的。
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### **步骤 6:迭代训练**
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* 重复步骤 2–5,直到收敛或达到训练轮数
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* 训练过程中,策略逐渐改善,Q网络(或策略网络)逐步逼近最优
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### 🔑 核心梳理
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* **奖励 & 折扣** → 用来构造“目标值”
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* **正向传播** → 计算预测值
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* **反向传播** → 算梯度
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* **梯度下降** → 更新参数
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* **迭代** → 让网络慢慢学会最优策略
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如果你愿意,我可以帮你画一个 **完整强化学习训练流程图**,把奖励、折扣、正向传播、反向传播、梯度下降、迭代训练都串起来,一眼就能看懂。
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你希望我画吗?
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是的,正向传播算出的预测值 **必须和“真实值”对比**,才能得到损失函数 $L(W)$,然后再用反向传播和梯度下降更新参数。
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在强化学习里,“真实值”有一点特殊,不是人工给的标签,而是 **由奖励和贝尔曼方程计算出来的目标值**:
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### 🔹 流程举例(以 DQN 为例)
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1. **正向传播**
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* 输入状态 $S_t$
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* 网络输出预测的 Q 值:
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$$
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\hat{Q}(S_t, A_t; W)
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$$
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2. **构造目标值(真实值)**
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* TD方法:
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$$
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y = R_{t+1} + \gamma \max_{a'} Q(S_{t+1}, a'; W^-)
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$$
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* MC方法:
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$$
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y = G_t \text{(整条轨迹的回报)}
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$$
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3. **计算损失函数**
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$$
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L(W) = (\text{真实值} - \text{预测值})^2 = (y - \hat{Q}(S_t, A_t; W))^2
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$$
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4. **反向传播 & 梯度下降**
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* 计算 $\nabla_W L(W)$
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* 更新参数:
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$$
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W \leftarrow W - \alpha \nabla_W L(W)
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$$
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🔑 **核心点**
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* 正向传播算出的预测值只是网络的输出。
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* **必须与目标值比较**才能知道“哪里错了”。
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* 损失函数 L(W) 就是“预测值和目标值的差距”。
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* 然后用梯度下降去减小这个差距。
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如果你愿意,我可以画一张 **强化学习神经网络训练中“预测值 ↔ 目标值 ↔ 损失函数 ↔ 参数更新”流程图**,会更直观。
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完全可以,而且这种思路在强化学习里是可行的 ✅。你实际上是在做 **“混合价值函数”或“双重目标”** 的策略。咱们详细分析一下:
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## 1️⃣ 设计思路
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### 网络结构
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* **第一层 / 第一网络**(TD层):
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* 用局内即时奖励更新
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* 学习“局内短期收益最大化”
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* 输出 $Q_{\text{TD}}(s,a)$
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* **第二层 / 第二网络**(MC层):
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* 用整局或整场顺位奖励更新
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* 学习“全局长期收益最大化”
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* 输出 $Q_{\text{MC}}(s,a)$
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### 合并方式
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* 可以加权组合两者:
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$$
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Q_{\text{combined}}(s,a) = \alpha Q_{\text{TD}}(s,a) + (1-\alpha) Q_{\text{MC}}(s,a)
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$$
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* $\alpha \in [0,1]$ 控制局内 vs 全局目标的重要性
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### 动作选择
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* 根据组合后的 Q 值选动作:
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$$
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A_t = \arg\max_a Q_{\text{combined}}(s,a)
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$$
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## 2️⃣ 优点
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1. **兼顾局内与全局**:
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* TD → 学习每步操作是否安全/得分高
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* MC → 学习整局策略,优化顺位
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2. **灵活加权**:可以动态调整 $\alpha$
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3. **易于扩展**:未来可以增加其他指标(比如“防御策略”、“点数波动”)
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## 3️⃣ 注意事项
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* **训练同步问题**:TD层和MC层的训练步长、学习率可以不同
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* **尺度问题**:局内奖励和终局顺位得分可能差距很大,需要 **归一化/标准化** 再加权
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* **探索策略**:加权后 Q 值选择动作时,仍然可以用 $\epsilon$-greedy 或 Boltzmann 策略保持探索
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### 4️⃣ 小结
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* 这种 **TD+MC混合 Q 网络** 的方案是可行的
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* 本质上你在做 **“短期收益 + 长期收益的平衡”**
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* 合适的权重 $\alpha$ 是关键,需要实验调优
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如果你愿意,我可以帮你画一张 **两层网络混合 Q 值的结构图**,标出 TD 层、MC 层、加权合并和动作选择流程,让概念直观化。
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你希望我画吗?
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完全正确!你理解得很到位。让我把这个机制解释得更系统一些:
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## 1️⃣ DQN 中的两个网络
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在 DQN(Deep Q-Network)里,我们通常会把 **行为网络(Behavior Network)** 和 **目标网络(Target Network)** 分开:
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| 网络 | 作用 |
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| ----------------- | ------------------------------------------------------- |
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| 行为网络 $Q(s,a;w)$ | 用来选择动作,也就是当前 Q 网络,会不断更新权重 $w$ |
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| 目标网络 $Q(s,a;w^-)$ | 用来计算目标值 $y$,参数 $w^-$ 不会每步更新,通常每隔一段时间才同步一次 $w^- \gets w$ |
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## 2️⃣ 为什么要分开
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如果只用一个网络去同时计算预测值和目标值,会出现 **“目标值不断随网络改变而抖动”** 的问题:
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* Q 网络在训练中每步都在更新,预测值和目标值会同时变 → 学习不稳定
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* 分开目标网络后,目标值在一段时间内相对固定 → 学习更稳定
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## 3️⃣ DQN 的训练流程(经验回放 + 双网络)
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1. **与环境交互**
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* 得到经验 $(s_t, a_t, r_t, s_{t+1}, done)$
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* 存入经验池
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2. **从经验池抽样 mini-batch**
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3. **计算目标值**(用目标网络 $w^-$)
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$$
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y_t = r_t + \gamma \max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w^-)
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$$
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4. **计算预测值**(用行为网络 $w$)
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$$
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Q(s_t, a_t; w)
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$$
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5. **计算损失 & 反向传播**
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$$
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\text{loss} = (Q(s_t, a_t; w) - y_t)^2
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$$
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更新 $w$
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6. **定期同步目标网络**
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$$
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w^- \gets w
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$$
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💡 小结:
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* **行为网络**:学 Q 值,用来选择动作
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* **目标网络**:固定一段时间,用来生成训练目标,增加稳定性
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* **经验回放**:把历史经验随机抽样用于训练行为网络
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如果你愿意,我可以帮你画一个**DQN + 经验回放 + 双网络的流程图**,把行为网络、目标网络、经验池和梯度更新的流程全部画清楚,一眼就看懂。
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你希望我画吗?
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完全正确!你描述的就是 **DQN + 经验回放的核心思想**,我帮你再整理一下,更严谨一些:
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## 1️⃣ 核心步骤对应你的说法
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* **用经验去计算真实值(目标网络)**
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* 从经验池里抽出历史经验 $(s_t, a_t, r_t, s_{t+1})$
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* 用目标网络 $Q(s_{t+1}, a'; w^-)$ 计算未来最优回报:
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$$
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y_t = r_t + \gamma \max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w^-)
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$$
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* 这就是“真实值”或训练目标,不会随着行为网络每次更新而抖动太快
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* **通过新数据计算预测值(行为网络)**
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* 用行为网络 $Q(s_t, a_t; w)$ 预测当前 Q 值
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* 计算损失:
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$$
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\text{loss} = (Q(s_t, a_t; w) - y_t)^2
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$$
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* 对行为网络 $w$ 做梯度下降更新
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## 2️⃣ 小技巧理解
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* **经验回放**:让你的“真实值计算”不仅依赖当前一步,而是基于历史经验,减少数据相关性
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* **目标网络**:保证真实值在一段时间内相对稳定
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* **行为网络**:不断跟真实值逼近,学到最优 Q 函数
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一句话总结你的描述:
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> **“用经验和目标网络算目标值,用行为网络算预测值,然后用它们的差距更新行为网络权重 w”** ✅
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如果你愿意,我可以帮你画一张**行为网络 + 目标网络 + 经验回放计算流程图**,把“真实值 vs 预测值 vs 权重更新”清楚地标出来,帮助直观理解。
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你希望我画吗?
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完全可以这么理解,但 SARSA 的机制和 DQN 有些不同,我帮你梳理清楚:
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## 1️⃣ SARSA 的核心概念
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SARSA 是 **on-policy** 方法,也就是说:**目标值的计算依赖你当前使用的策略 $\pi$**。
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经验表示为五元组:
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$$
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(s_t, a_t, r_t, s_{t+1}, a_{t+1})
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$$
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与 DQN 不同的是:
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* **目标值**使用下一步的动作 $a_{t+1}$,它是根据当前策略 $\pi$ 选择的,而不是取最大 Q 值。
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* 公式为:
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$$
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y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, a_{t+1}; w)
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$$
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注意:
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* 这里没有独立的“目标网络”这个概念(可以引入类似 DQN 的 target network 作为优化,但标准 SARSA 是直接用行为网络)。
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* 换句话说,SARSA 的目标值 **直接受行为网络和策略 $\pi$ 控制**。
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## 2️⃣ 数据和网络对应关系
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| 角色 | 对应网络 / 数据 |
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| -------------------------------------------- | ------------------------------------- |
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| 当前状态 $s_t$ 输入 | 行为网络 Q(s\_t,a\_t;w) → 预测值 |
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| 下一步动作 $a_{t+1}$ | 由当前策略 $\pi$ 决定 |
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| 目标值 $y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, a_{t+1})$ | 目标值 / “真实值”,直接由行为网络 + 当前策略生成 |
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| 更新 | 用损失 $(Q(s_t,a_t) - y_t)^2$ 更新行为网络参数 w |
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## 3️⃣ 小结
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* SARSA 是 **on-policy**,所以目标值直接依赖策略 $\pi$ 选择的下一动作 $a_{t+1}$。
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* 行为网络负责预测 Q(s,a),也参与生成目标值。
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* 如果你想做稳定训练,也可以像 DQN 一样引入 **目标网络**,但原始 SARSA 并不需要。
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💡 换句话说:
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> 在 SARSA 中,你的“目标值”是由 **当前策略 $\pi$** 控制生成的,而“预测值”还是用 **行为网络**。
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如果你愿意,我可以帮你画一张 **SARSA + 经验回放 + 行为网络/策略控制目标值的流程图**,直观对比 DQN 和 SARSA 的区别。
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你希望我画吗?
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对,你理解的方向是对的,但我们需要更精确地区分 **“经验回放的作用”和“目标值计算”** 的关系。
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## 1️⃣ 经验回放的作用
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经验回放本身**不直接计算目标值**,它只是提供 **训练所用的数据**:
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* 存储历史经验:$(s_t, a_t, r_t, s_{t+1})$
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* 随机抽样 mini-batch → 用来训练网络
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> 换句话说,经验回放负责“**哪些数据被用来计算目标值和损失**”,而不是计算目标值本身。
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## 2️⃣ 目标值的计算
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目标值 $y_t$ 的计算依赖于你的算法:
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* **DQN**:
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$$
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y_t = r_t + \gamma \max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w^-)
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$$
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* **DDQN**:
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$$
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y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, \arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w), w^-)
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$$
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||||
* **SARSA**:
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$$
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y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, a_{t+1}; w)
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$$
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关键点:
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* 目标值计算**使用网络(行为网络/目标网络)**
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* 经验回放只是提供了 $s_t, a_t, r_t, s_{t+1}$ 这些输入
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## 3️⃣ 直观理解
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可以这样类比:
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* **经验回放 = 历史经验数据库**
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* **目标值计算 = 用这些数据喂网络得到的训练目标**
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流程:
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1. 从经验回放抽样一批经验
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2. 用目标网络(或者算法规定的方式)计算每条经验的目标值 $y_t$
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3. 用行为网络预测 Q(s,a)
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4. 计算 loss 并更新行为网络权重
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> 所以,经验回放 **提供原料**,目标值计算 **加工原料得到训练信号**。
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如果你愿意,我可以帮你画一张 **经验回放 + 目标值计算 + 行为网络更新的流程图**,把“谁提供数据,谁计算目标值,谁更新网络”标清楚,一眼就明白。
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你希望我画吗?
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差不多,但需要稍微调整一下表述,更严谨地说:
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## 1️⃣ DDQN 的数据和网络对应关系
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在 **DDQN** 中:
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1. **经验回放提供数据**
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* 从经验池中抽样 $(s_t, a_t, r_t, s_{t+1})$
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* 这些是训练网络用的输入,**无论是行为网络还是目标网络都用它们**
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2. **行为网络 $w$**
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* 用来预测当前 Q 值:$Q(s_t, a_t; w)$
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* 同时用行为网络 **选择下一步动作**:$\arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w)$
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3. **目标网络 $w^-$**
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* 用来评估行为网络选出的动作的 Q 值:
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$$
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y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, \arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w); w^-)
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$$
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* 这里的目标网络只算价值,不选动作
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* 目标网络参数不随每步更新,通常每隔一段时间同步一次 $w^- \gets w$
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## 2️⃣ 核心理解
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* **经验回放提供训练用的数据**
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* **行为网络**既参与预测当前 Q 值,也参与选择下一步动作
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* **目标网络**只参与计算目标值,不参与动作选择
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* 并不是“行为网络用新数据,目标网络用经验”,两者都是用经验回放里的数据,只是功能不同:
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* 行为网络 → 预测 & 选动作
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* 目标网络 → 计算目标值
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💡 一句话总结:
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> 在 DDQN 中,经验回放是数据来源,行为网络负责预测和动作选择,目标网络负责评估价值,两者都用相同的抽样数据,但用途不同。
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如果你愿意,我可以画一张**DDQN + 经验回放的流程图**,标清楚行为网络、目标网络、动作选择和目标值计算的关系,直观对比 DQN 和 DDQN。
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你希望我画吗?
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差不多,但需要稍微调整一下表述,更严谨地说:
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## 1️⃣ DDQN 的数据和网络对应关系
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在 **DDQN** 中:
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1. **经验回放提供数据**
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* 从经验池中抽样 $(s_t, a_t, r_t, s_{t+1})$
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* 这些是训练网络用的输入,**无论是行为网络还是目标网络都用它们**
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2. **行为网络 $w$**
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* 用来预测当前 Q 值:$Q(s_t, a_t; w)$
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* 同时用行为网络 **选择下一步动作**:$\arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w)$
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3. **目标网络 $w^-$**
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* 用来评估行为网络选出的动作的 Q 值:
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$$
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y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, \arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w); w^-)
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$$
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||||
* 这里的目标网络只算价值,不选动作
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* 目标网络参数不随每步更新,通常每隔一段时间同步一次 $w^- \gets w$
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## 2️⃣ 核心理解
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* **经验回放提供训练用的数据**
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* **行为网络**既参与预测当前 Q 值,也参与选择下一步动作
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* **目标网络**只参与计算目标值,不参与动作选择
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* 并不是“行为网络用新数据,目标网络用经验”,两者都是用经验回放里的数据,只是功能不同:
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* 行为网络 → 预测 & 选动作
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* 目标网络 → 计算目标值
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💡 一句话总结:
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> 在 DDQN 中,经验回放是数据来源,行为网络负责预测和动作选择,目标网络负责评估价值,两者都用相同的抽样数据,但用途不同。
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如果你愿意,我可以画一张**DDQN + 经验回放的流程图**,标清楚行为网络、目标网络、动作选择和目标值计算的关系,直观对比 DQN 和 DDQN。
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你希望我画吗?
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完全可以这样理解,我帮你整理成一个清晰的对比表格和逻辑:
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## 1️⃣ 普通 DQN(没有经验回放)
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* **网络**:通常只有一个网络 $Q(s,a;w)$,行为网络和目标网络一致(w=w^-)
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* **更新**:每一步交互直接更新网络权重
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* **问题**:
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* 数据高度相关 → 训练不稳定
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* 目标值随网络更新频繁抖动 → 收敛慢
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## 2️⃣ DQN(带经验回放 + 延迟目标网络)
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* **网络**:行为网络 $w$ + 目标网络 $w^-$
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* **经验回放**:从历史经验中抽取 mini-batch 随机训练
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* **目标网络延迟更新**:
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* 每隔 $C$ 步将 $w^- \gets w$
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* **好处**:
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* 打破数据相关性 → 稳定训练
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* 目标值相对固定 → 收敛更平滑
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## 3️⃣ DDQN(Double DQN)
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* **网络**:行为网络 $w$ + 目标网络 $w^-$
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* **经验回放**:同 DQN
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* **目标值计算**:
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$$
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||||
y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, \underbrace{\arg\max_{a'} Q(s_{t+1},a';w)}_{\text{行为网络选动作}} ; w^-)
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||||
$$
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||||
* **作用**:
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* 解决 DQN 的 **过估计偏差**
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||||
* 目标网络延迟更新 + 行为网络选择动作 → 更准确的目标值
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---
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### 总结一句话:
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| 算法 | 网络 | 经验回放 | 目标网络 | 特点 |
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| -------- | ----------- | ---- | ------------------ | ----- |
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| DQN(无回放) | 单网络(w=w^-) | 无 | 无延迟 | 不稳定 |
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| DQN(有回放) | 行为网络 + 目标网络 | 有 | 延迟同步 w^- | 稳定训练 |
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| DDQN | 行为网络 + 目标网络 | 有 | 延迟同步 w^- + 行为网络选动作 | 减少过估计 |
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如果你愿意,我可以帮你画一张**DQN vs 回放DQN vs DDQN 的网络结构与数据流对比图**,把经验回放、行为网络、目标网络、动作选择和目标值计算都标清楚,一眼看懂区别。
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你希望我画吗?
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好的,我帮你仔细解释“**行为网络选动作**”这个概念,尤其是在 **DDQN** 里的作用。
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## 1️⃣ 背景
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在 DQN 或 DDQN 里,我们需要计算目标值 $y_t$ 来训练行为网络:
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* DQN 的目标值:
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$$
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y_t = r_t + \gamma \max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w^-)
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$$
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||||
* 问题:$\max$ 直接使用目标网络的 Q 值,容易高估 → DDQN 解决
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## 2️⃣ DDQN 的核心改进
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DDQN 把“**选择动作**”和“**评估动作价值**”分开:
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$$
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||||
y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, \underbrace{\arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w)}_{\text{行为网络选动作}} ; w^-)
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||||
$$
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解释:
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1. **行为网络 $w$ 选动作**:
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* 从下一状态 $s_{t+1}$ 出发,找出 Q 值最大的动作:
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$$
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a^* = \arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w)
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$$
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||||
* **注意**:这里用的是**行为网络的参数 w**,目的是选择下一步最优动作
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2. **目标网络 $w^-$ 评估动作价值**:
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* 然后把这个动作 $a^*$ 输入到目标网络,得到 Q 值:
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$$
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Q(s_{t+1}, a^*; w^-)
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$$
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* 这个值作为目标值的一部分,用于训练行为网络
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## 3️⃣ 直观理解
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* **行为网络选动作** = “问现在最强的网络,我下一步应该选哪个动作?”
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* **目标网络评估动作** = “用一个稳定的参考网络,告诉你这个动作的价值是多少”
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* 这样做的好处:
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* **减少过估计偏差**(max 操作不再直接用目标网络)
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||||
* 行为网络负责决策,目标网络负责评价 → 更稳健
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💡 类比理解:
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* **行为网络**:前线指挥官,决定下一步要打哪张牌(选动作)
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* **目标网络**:智囊团,给出这张牌实际能获得的分数(估值)
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如果你愿意,我可以画一张 **DDQN 中“行为网络选动作 + 目标网络评估”流程图**,把数据流和计算流标清楚,一眼看懂。
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你希望我画吗?
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完全正确!你理解得非常准确。用你的表述可以这样总结:
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## 1️⃣ DDQN 的两步拆解
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1. **选择(Select)**
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* 由 **行为网络 $w$** 完成
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* 输入下一状态 $s_{t+1}$
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* 输出 Q 值最大的动作:
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$$
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||||
a^* = \arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w)
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||||
$$
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* 作用:告诉我们“下一步应该选哪个动作”
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2. **估值(Evaluate)**
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* 由 **目标网络 $w^-$** 完成
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* 输入动作 $a^*$ 和状态 $s_{t+1}$
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||||
* 输出 Q 值:
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||||
$$
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||||
Q(s_{t+1}, a^*; w^-)
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$$
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||||
* 作用:告诉我们“如果选这个动作,实际价值是多少”
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## 2️⃣ 对比 DQN
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* **普通 DQN**:选择和估值都是用目标网络(max Q)
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* 问题:会高估 Q 值
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* **DDQN**:选择用行为网络,估值用目标网络
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* 好处:分开选择和评价 → 更准确、更稳定
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一句话总结:
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> 在 DDQN 中,“选择动作” = 行为网络负责,“估值” = 目标网络负责。
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如果你愿意,我可以帮你画一张 **直观流程图**,把“行为网络选动作 → 目标网络估值 → 目标值计算 → 行为网络更新”完整标出来,一眼就能看懂 DDQN 的机制。
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||||
你希望我画吗?
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||||
781
Ideas-and-Paths/ReinforcedLearning/策略学习.md
Normal file
781
Ideas-and-Paths/ReinforcedLearning/策略学习.md
Normal file
@@ -0,0 +1,781 @@
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||||
你提到的这个类比很有意思,我帮你分析一下:
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## 1️⃣ 强化学习里的参数关系
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在强化学习(RL)中,我们通常有:
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* **状态 $s_t$**
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* **动作 $a_t$**
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* **策略 $\pi(a|s; \theta)$** → 神经网络参数 $\theta$
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* **价值函数 $V(s)$ 或 $Q(s,a)$** → 参数 $\phi$
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RL 的目标是学一组参数,使得 **策略最大化累积奖励**。
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### 参数依赖问题
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* 如果某些参数之间**完全线性或函数依赖**:
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* 神经网络可能退化成“部分参数无效”
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* 训练可能不稳定,梯度更新会“冗余”或者“冲突”
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* 类比数字逻辑电路:
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||||
* 逻辑电路里不允许两个完全依赖的信号去控制不同逻辑,否则会出现短路或环路
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* RL 网络中,如果不同层或不同模块参数过度依赖,也可能导致 **梯度消失/爆炸或策略震荡**
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### 实际处理方法
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1. **网络结构设计**
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* Actor-Critic 分开两个网络:策略网络 $\theta$ 和价值网络 $\phi$
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* 尽量减少直接依赖,让它们通过“共享特征层”而不是直接参数耦合
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2. **正则化与归一化**
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* L2 正则化、批归一化(BatchNorm)可以减少参数间不必要的强依赖
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3. **经验回放与目标网络**
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||||
* DQN 用经验回放打破时间相关性
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* 用目标网络(target network)降低参数更新依赖引起的震荡
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### 🔑 核心理解
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* 强化学习本质是 **基于反馈的优化**
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* **完全依赖的参数会降低学习效率**,容易导致训练不稳定
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||||
* 适当的“去耦”或“弱依赖”能让网络学得更稳健
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||||
如果你愿意,我可以帮你画一个 **RL网络参数依赖示意图**,用图直观展示哪些参数可以共享,哪些不能完全依赖,看起来就像数字逻辑电路一样。
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||||
你想让我画吗?
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||||
“去耦合”和“弱依赖”是软件工程、系统设计以及架构设计中常用的概念,它们本质上都是为了降低模块之间的紧密耦合,提高系统的灵活性、可维护性和可扩展性。我们来逐一解释,并结合例子。
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### 1️⃣ 去耦合(Decoupling)
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**定义**:
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去耦合指的是系统中各个模块或组件之间尽量减少直接依赖,使它们可以相对独立地开发、修改、替换或复用。
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||||
* **核心思想**:模块之间不紧密绑定,变化局部化。
|
||||
* **目的**:降低系统的复杂性,提高可维护性和可扩展性。
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||||
|
||||
**举例**:
|
||||
|
||||
* **直接耦合**:
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
class Engine {
|
||||
public:
|
||||
void start() { /* 启动发动机 */ }
|
||||
};
|
||||
|
||||
class Car {
|
||||
Engine engine; // 直接依赖Engine
|
||||
public:
|
||||
void drive() {
|
||||
engine.start(); // 直接调用
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
这里 `Car` 与 `Engine` 紧密耦合,如果要换一个 `ElectricEngine`,就必须改 `Car` 类。
|
||||
|
||||
* **去耦合**(通过接口/抽象):
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
class IEngine {
|
||||
public:
|
||||
virtual void start() = 0;
|
||||
};
|
||||
|
||||
class GasEngine : public IEngine {
|
||||
public:
|
||||
void start() override { /* 启动汽油发动机 */ }
|
||||
};
|
||||
|
||||
class ElectricEngine : public IEngine {
|
||||
public:
|
||||
void start() override { /* 启动电动机 */ }
|
||||
};
|
||||
|
||||
class Car {
|
||||
IEngine* engine; // 依赖接口而不是具体实现
|
||||
public:
|
||||
Car(IEngine* e) : engine(e) {}
|
||||
void drive() { engine->start(); }
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
这样 `Car` 不再依赖具体引擎类型,替换、扩展引擎不会影响 `Car` 类本身。
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
### 2️⃣ 弱依赖(Loose Coupling / Weak Dependency)
|
||||
|
||||
**定义**:
|
||||
弱依赖是一种依赖关系,它比强依赖(tight coupling)更灵活,模块之间的耦合度低,一个模块的修改对另一个模块的影响较小。
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||||
|
||||
* **核心思想**:模块之间通过接口、消息、事件或数据传输等“间接方式”交互,而不是直接调用具体实现。
|
||||
* **特点**:
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||||
|
||||
1. 可独立修改、升级。
|
||||
2. 降低模块间的相互影响。
|
||||
3. 易于测试和复用。
|
||||
|
||||
**举例**:
|
||||
|
||||
* **强依赖**:
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
class Logger {
|
||||
public:
|
||||
void log(const std::string& msg) { /* 写入文件 */ }
|
||||
};
|
||||
|
||||
class UserService {
|
||||
Logger logger;
|
||||
public:
|
||||
void createUser() {
|
||||
// 用户创建逻辑
|
||||
logger.log("用户创建成功");
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
`UserService` 强依赖于 `Logger` 的具体实现。
|
||||
|
||||
* **弱依赖**(通过接口或回调):
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
class ILogger {
|
||||
public:
|
||||
virtual void log(const std::string& msg) = 0;
|
||||
};
|
||||
|
||||
class UserService {
|
||||
ILogger* logger; // 依赖接口
|
||||
public:
|
||||
UserService(ILogger* l) : logger(l) {}
|
||||
void createUser() {
|
||||
// 用户创建逻辑
|
||||
if (logger) logger->log("用户创建成功");
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
这里 `UserService` 只依赖 `ILogger` 接口,不关心具体实现,实现了弱依赖。
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
### 🔑 总结区别与联系
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||||
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||||
| 概念 | 目标 | 方法 | 例子 |
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||||
| --- | ------------ | ---------------- | -------------------------------------- |
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||||
| 去耦合 | 降低模块间直接耦合 | 接口/抽象、事件、消息、依赖注入 | `Car`依赖`IEngine`而不是具体`Engine` |
|
||||
| 弱依赖 | 降低修改影响,增强灵活性 | 依赖接口、回调、观察者模式 | `UserService`依赖`ILogger`接口而非具体`Logger` |
|
||||
|
||||
> 可以理解为:**“去耦合”是大方向**,**“弱依赖”是实现手段之一**。
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|
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---
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||||
如果你愿意,我可以帮你画一张**去耦合 vs 强依赖 vs 弱依赖的图示**,看一次就能直观理解它们的区别。
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|
||||
你希望我画吗?
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||||
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||||
可以这么理解,但要稍微精确一点:**策略学习不必须依赖价值学习,但通常用价值函数来辅助量化和稳定策略梯度**。
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### 1️⃣ 纯策略梯度(REINFORCE)
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* **不依赖价值函数**
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||||
* 用 Monte Carlo 回报直接估计策略梯度:
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$$
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||||
\nabla_\theta J(\theta) \approx \sum_t \nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t) \, R_t
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||||
$$
|
||||
|
||||
* 这里 R\_t 是从 t 时刻到终局的累积奖励,直接作为量化信号
|
||||
* **缺点**:方差很大,不稳定
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---
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||||
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||||
### 2️⃣ 引入价值函数辅助(Advantage / Actor-Critic)
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||||
* **引入 Vπ(s)** 或 Qπ(s,a) 的目的是**降低方差,提高训练效率**
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||||
* 策略梯度变为:
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||||
$$
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||||
\nabla_\theta J(\theta) = \mathbb{E}_\pi [ \nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t) \, (Q_\pi(s_t,a_t) - V_\pi(s_t)) ]
|
||||
$$
|
||||
|
||||
* Advantage = Q−V 提供相对价值
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||||
* Critic 学 Vπ 或 Qπ → Actor 更新 π
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### 3️⃣ 理解上的关系
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* **策略学习可以独立存在**:用 MC 回报也能更新策略,不必学价值函数
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* **价值学习是策略学习的辅助工具**:提供数值化的参考(优势函数或 TD 误差)
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* **Actor-Critic** 就是把两者结合起来,Critic 提供即时量化信号,Actor 更新策略
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✅ 总结一句话:
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> 策略学习本质上是直接优化策略,价值学习是一个可选的辅助,它让策略的量化更精确、更稳定。
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||||
如果你愿意,我可以画一张图,把 **纯策略梯度 vs 有价值辅助的策略梯度 vs Actor-Critic** 的关系直观展示出来,你一眼就能看出策略和价值的联系。
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||||
你想让我画吗?
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||||
对,这里 π(pi)就是**策略函数**,它的作用是告诉我们在某个状态下采取各个动作的概率分布。具体解释如下:
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### 1️⃣ π(a|s) 的含义
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* 输入:状态 $s$
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* 输出:动作 $a$ 的概率
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* 数学表示:
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$$
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||||
\pi_\theta(a|s) = P(a_t = a \mid s_t = s; \theta)
|
||||
$$
|
||||
|
||||
* 如果动作空间是离散的:
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||||
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||||
* π(s) 是一个长度为 |A| 的向量,每个元素是对应动作的概率
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* 例如麻将中可以打哪些牌,π(s) 给出每张牌被打出的概率
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||||
* 如果动作空间是连续的:
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||||
* π(s) 返回一个概率密度函数(比如正态分布的均值和方差)
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### 2️⃣ Actor 的作用
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在 Actor-Critic 或策略梯度中:
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1. Actor 网络就是 πθ(s)
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||||
2. Actor 根据 πθ(s) **采样动作 a** → 执行环境
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||||
3. Critic 给出价值信号(V 或 Advantage)
|
||||
4. Actor 根据梯度更新 πθ,使“好动作的概率更大、坏动作的概率更小”
|
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---
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||||
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||||
### 3️⃣ 举个简单例子(离散动作)
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假设在某个状态 s,有三个可选动作 {打1万, 打2万, 打3万}:
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$$
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\pi_\theta(s) = [0.1, 0.7, 0.2]
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$$
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* Actor 会以 10% 的概率打 1万,70% 打 2万,20% 打 3万
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* Critic 评估这些动作的价值,然后 Actor 调整概率,让更好的动作概率更高
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💡 总结:
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* π 函数输出的是**动作的概率分布**
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* Actor 的目标就是调整 π,让高价值动作的概率增加
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* Critic 提供数值化信号(V 或 Advantage)指导 π 的更新
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如果你愿意,我可以画一张小图,把 **状态 → π(a|s) → 动作采样 → Critic反馈 → Actor更新** 的流程画出来,让整个策略-价值闭环直观可见。
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你希望我画吗?
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明白了,我们来仔细拆开 **REINFORCE(纯策略梯度)** 的量化机制。其实它的“量化”很简单,但跟你想象的可能不太一样。
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### 1️⃣ REINFORCE 的目标
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REINFORCE 是最基础的策略梯度算法,它直接优化期望回报:
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$$
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J(\theta) = \mathbb{E}_\pi \Big[ \sum_{t=0}^{T} r_t \Big]
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$$
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这里的 **期望**是针对策略 πθ 生成的轨迹(state-action序列)而言的。
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* θ 是策略参数
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* r\_t 是 t 步获得的即时奖励
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目标:**找到 θ 使得期望总奖励最大**
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### 2️⃣ 梯度公式
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策略梯度定理告诉我们:
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$$
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\nabla_\theta J(\theta) = \mathbb{E}_\pi \Big[ \nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t) \, R_t \Big]
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$$
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其中:
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* $a_t$ 是 t 时刻动作
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* $s_t$ 是 t 时刻状态
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* $R_t = \sum_{k=t}^T r_k$ 是从 t 时刻到终局的累计奖励
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> **这里的量化信号就是 R\_t**
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### 3️⃣ 量化机制解释
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* **动作量化**:通过 $\nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t)$
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* 计算“如果我改变 θ,会改变 π(a|s) 的概率多少”
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* **策略好坏量化**:通过 $R_t$
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* R\_t 大 → 这条轨迹/动作好 → Actor 增大选动作的概率
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* R\_t 小 → 动作差 → Actor 减小概率
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所以 REINFORCE 的量化就是**用每条轨迹的累计回报作为信号**,告诉策略:
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> “这一步动作好不好?好就增加概率,差就减少概率”
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### 4️⃣ 与 Actor-Critic 的对比
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| 算法 | 量化信号 |
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| ------------ | ------------------------------- |
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| REINFORCE | R\_t(轨迹累计回报) |
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| Actor-Critic | δ = r + γV(s') − V(s)(即时 TD 误差) |
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* REINFORCE 是**Monte Carlo**方式,必须等到终局才能得到 R\_t → 高方差
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* AC 用 Critic 预测 V(s) → 得到即时的优势 A(s,a) → 更稳定
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### 5️⃣ 用一句话总结
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> **REINFORCE 的量化信号就是每个动作最终得到的累积回报**,用它去衡量“动作好坏”,直接指导策略梯度更新。
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如果你愿意,我可以帮你画一张**REINFORCE量化流程图**,从状态→动作→回报→梯度,让你直观理解它是怎么量化动作好坏的。
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你想让我画吗?
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完全对,你理解得很准确,这正是策略梯度的核心思想。我们可以把它再稍微系统化说明一下:
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### 1️⃣ 状态 s 的随机选择
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* **每次遇到状态 s**:
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* 根据当前策略 πθ(a|s) **随机采样动作 a**
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* 这就是“探索”,保证策略不会总是选同一个动作,从而能发现潜在更优动作
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### 2️⃣ 后续反馈量化策略好坏
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* 执行动作 a 后,会得到一条轨迹(未来奖励序列)
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* 用 **REINFORCE**:
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* 累积奖励 $R_t = r_t + r_{t+1} + \dots$
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* 作为动作 a 在状态 s 下的“价值信号”
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* 用 **Actor-Critic**:
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* Critic 预测 V(s) 或计算 TD 误差 δ
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* δ 作为动作 a 的优势,告诉 Actor 这个动作比平均水平好还是差
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### 3️⃣ 更新 θ
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* 梯度更新公式:
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$$
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\theta \gets \theta + \alpha \nabla_\theta \log \pi_\theta(a|s) \cdot (\text{回报或优势})
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$$
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* 直观理解:
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* 如果动作好 → 增加 θ,让 a 在 s 下更可能被选
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* 如果动作差 → 减少 θ,让 a 概率降低
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### 4️⃣ 重复循环
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* **每次遇到 s** 都会采样动作 → 累积反馈 → 调整 θ
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* 这样策略会随着训练不断优化,对同一状态 s,**高价值动作概率越来越大,低价值动作概率越来越小**
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* 同时保持一定随机性,保证探索空间
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💡 **一句话总结**:
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> 策略梯度就是:遇到相同状态 s → 按当前策略随机选动作 → 根据后续回报量化动作好坏 → 调整 θ → 下一次遇到 s 时,策略概率更倾向于好动作。
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如果你愿意,我可以画一张**状态 s → 动作采样 → 轨迹 → 回报 → θ 更新 → 下一次 s**的流程图,把策略随机性和梯度更新的循环直观展示出来。
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你想让我画吗?
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对的,你理解完全正确!在策略梯度方法里,无论是离散动作还是连续动作,**最终调整的就是策略函数 πθ(a|s) 的概率分布**。我帮你详细拆开说明:
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### 1️⃣ 离散动作情况
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* πθ(a|s) 输出的是每个动作的选择概率
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* θ 是策略的参数(神经网络权重或其他可训练参数)
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* 梯度更新:
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$$
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\theta \gets \theta + \alpha \nabla_\theta \log \pi_\theta(a|s) \cdot (\text{回报或优势})
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$$
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* 直观理解:
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* 好动作 → π(a|s) 概率增大
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* 差动作 → π(a|s) 概率减小
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* 所以 θ 调整的本质就是 **改变 π 的概率分布,让高价值动作更可能被选中**
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### 2️⃣ 连续动作情况
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* πθ(a|s) 输出的是概率密度函数(比如均值 μ(s) 和方差 σ²(s))
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* Actor 调整的是 μ、σ 等参数
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* 采样动作 a \~ πθ(a|s)
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* 更新 θ 的效果就是 **改变连续动作的概率密度分布**,使高价值区域的密度增大
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### 3️⃣ 核心结论
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* **策略梯度优化的目标不是直接调整动作 a**
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* **而是调整参数 θ,让 πθ(a|s) 的概率分布更倾向于高价值动作**
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* 换句话说:
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* 每次遇到相同状态 s,动作仍然是随机选择
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* 但高价值动作被选中的概率会越来越大
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💡 **一句话总结**:
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> 策略梯度最终调整的是策略函数 πθ(a|s) 的概率分布(或概率密度),让策略在同一状态下更倾向选择高价值动作。
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如果你愿意,我可以画一张小图,把 **状态 s → πθ(a|s) → 动作采样 → 反馈 → θ 更新 → π 分布改变** 的完整闭环直观展示出来,让整个量化机制一目了然。
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你想让我画吗?
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完全正确!你可以把 θ 看作策略函数 π(a|s; θ) 的**参数向量**,类似神经网络里的权重 w。具体理解如下:
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### 1️⃣ π(a | s; θ) 的结构
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* 输入:状态 s
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* 输出:动作 a 的概率(或概率密度)
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* θ:可训练参数(比如神经网络的权重和偏置)
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> 写成 π(a|s; θ) 就明确指出:策略函数依赖于 θ,不同 θ 对应不同的动作分布。
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### 2️⃣ θ 的作用
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* 决定了在状态 s 下,每个动作被选择的概率
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* Actor 的训练就是**调整 θ**,让 π(a|s; θ) 更倾向选择高价值动作
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* 和神经网络一样:
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* 前向传播:根据 θ 输出概率分布
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* 反向传播:根据梯度调整 θ
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* 不同的是,这里的梯度来自策略梯度公式 $\nabla_\theta \log \pi_\theta(a|s) \cdot (\text{回报或优势})$
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### 3️⃣ 对比理解
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| 名称 | 类比 | |
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| -------- | ----------------- | ------------ |
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| θ | 神经网络权重 w | |
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| π(a | s;θ) | 神经网络输出(动作概率) |
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| ∇θ J(θ) | 反向传播梯度(告诉 θ 如何调整) | |
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| Actor 更新 | 梯度上升 / 权重更新 | |
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💡 **一句话总结**:
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> π(a|s; θ) 是策略函数,θ 就是参数(类似神经网络权重),策略梯度就是通过梯度上升不断调整 θ,让高价值动作概率增大。
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如果你愿意,我可以画一张图,把 **状态 s → π(a|s;θ) → 动作采样 → 反馈 → 梯度 → θ 更新** 的闭环流程可视化,直观显示 θ 的作用。
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你希望我画吗?
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明白了,你现在的核心困惑是:在策略梯度里,Actor 实际上根据什么“反馈”去更新 θ,也就是 **量化动作好坏的信号到底是什么**。我们一步步理清楚。
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### 1️⃣ 策略梯度的更新公式回顾
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$$
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\nabla_\theta J(\theta) = \mathbb{E}_\pi \Big[ \nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t) \cdot Q_\pi(s_t, a_t) \Big]
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$$
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* $\nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t)$ → 告诉我们“如果改变 θ,会怎么改变动作 a 的概率”
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* $Q_\pi(s_t, a_t)$ → **动作好坏的量化反馈信号**
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所以**反馈就是 Q 或它的估计**。
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### 2️⃣ 不同算法下反馈的具体形式
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| 算法 | 反馈信号是什么 | 说明 |
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| ---------------- | --------------------------------------------- | ------------------------------------------ |
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| **REINFORCE** | $R_t = \sum_{k=t}^T r_k$ | 从 t 时刻到终局的累计奖励(Monte Carlo),告诉动作 a 在 s 下好坏 |
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| **Actor-Critic** | $\delta_t = r_t + \gamma V(s_{t+1}) - V(s_t)$ | TD 误差 / Advantage,告诉动作 a 比平均水平好还是差 |
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| **A2C / GAE** | $A(s_t,a_t) = Q(s_t,a_t) - V(s_t)$ | 优势函数,量化动作相对状态的价值 |
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> 核心思想:**反馈就是一个数值,量化这个动作在当前状态下比平均水平好还是差**
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### 3️⃣ 反馈的直观理解
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1. Actor 在状态 s 选择动作 a
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2. 环境给出奖励 r\_t 或轨迹回报 R\_t
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3. Critic(如果有)估计 V(s) → 得到 δ 或 Advantage
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4. 这个数值告诉 Actor:
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* δ > 0 → 增加动作概率
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* δ < 0 → 减少动作概率
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> 换句话说,**反馈就是“动作好坏的即时或累积数值”,Actor 用它来指导概率分布调整**
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### 4️⃣ 举个麻将例子
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* 状态 s:你手牌 + 场上信息
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* 动作 a:打某张牌
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* 环境反馈:
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* REINFORCE:等到局结束算总点数 → 得到 R\_t
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* Actor-Critic:局中算局部得失或顺位变化 → 得到 δ
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* Actor 根据 δ 或 R\_t 调整 π(a|s; θ),让更有利的打牌概率增大
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💡 **一句话总结**:
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> 在策略梯度里,反馈就是**量化动作好坏的数值信号**(累积回报或优势),Actor 根据这个数值调整 θ,让好动作概率增加,差动作概率减少。
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如果你愿意,我可以画一张图,把 **状态 s → 动作 a → 环境 → 反馈 δ/R → θ 更新 → π(a|s) 改变** 的完整闭环直观展示出来,让你一眼就能看懂“反馈是什么”。
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你希望我画吗?
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完全正确,你理解得很到位!✅
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### 1️⃣ REINFORCE 的反馈就是 **R**
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* 在 REINFORCE 中,Actor 并不依赖 Critic 或 V 函数
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* 反馈直接就是 **从 t 时刻开始到终局的累计奖励**:
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$$
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R_t = r_t + r_{t+1} + r_{t+2} + \dots + r_T
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$$
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* 这个 R\_t 作为 **动作 a 在状态 s 下的量化信号**,指导梯度更新:
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$$
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\theta \gets \theta + \alpha \, \nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t) \cdot R_t
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$$
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### 2️⃣ 与价值学习的 MC 的相似之处
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* **最基础的 MC 价值学习**:
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* 学 Vπ(s) 或 Qπ(s,a)
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* 直接用累积回报 R 来更新估计值:
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$$
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V(s_t) \gets V(s_t) + \alpha \, (R_t - V(s_t))
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$$
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||||
* **REINFORCE**:
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* 不更新 V 或 Q,而是用 R\_t **直接作为策略梯度的权重**
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* 本质上是用累积奖励 **量化动作好坏**
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✅ 所以 REINFORCE 和最基础的 MC 价值学习很像,都是依赖 **从当前状态到终局的回报 R** 来做更新,只不过 MC 学的是价值,REINFORCE 学的是策略。
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可以这么理解:
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* MC 价值学习:R → V(s)
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* REINFORCE 策略学习:R → π(a|s) 的概率
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* 都是 **用累积回报量化好坏**,只是作用对象不同
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如果你愿意,我可以画一个对比图,把 **MC 价值学习和 REINFORCE 策略学习** 的更新流程并列展示,一眼就能看出它们的相似点和区别。
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你希望我画吗?
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是的,你可以这样理解,但需要稍微精准一点区分概念:**Q 和 V 的本质都是基于累积回报 R,只不过它们的作用对象和定义不同**。
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### 1️⃣ V(s) 与 R 的关系
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* 定义:
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$$
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V_\pi(s) = \mathbb{E}_\pi \big[ R_t \mid s_t = s \big] = \mathbb{E}_\pi \Big[ \sum_{k=t}^T r_k \,\big|\, s_t = s \Big]
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$$
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||||
* 意思是:在状态 s 下,按照策略 π 行动,**从这个状态开始的期望累积回报**
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* 可以理解为:V(s) = “期望 R”,即返回值是 R 的期望
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### 2️⃣ Q(s,a) 与 R 的关系
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* 定义:
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$$
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||||
Q_\pi(s,a) = \mathbb{E}_\pi \big[ R_t \mid s_t = s, a_t = a \big] = \mathbb{E}_\pi \Big[ \sum_{k=t}^T r_k \,\big|\, s_t = s, a_t = a \Big]
|
||||
$$
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||||
* 意思是:在状态 s 下执行动作 a,然后按照策略 π 行动,**期望累积回报**
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* 可以理解为:Q(s,a) = “如果我现在做 a,期望 R是多少”
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### 3️⃣ 总结理解
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* **V(s) 和 Q(s,a) 本质都是基于 R 的期望**
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* 区别:
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* V(s) → 状态的价值(平均水平)
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* Q(s,a) → 状态-动作对的价值(执行特定动作后的期望回报)
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* 在 MC 或 REINFORCE 的最基础形式中:
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* 直接用累积回报 R 更新 Q 或 V
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* Actor-Critic 则用估计的 V(s) 或 Advantage 做即时更新
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💡 **一句话总结**:
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> Q 和 V 本质上都是基于累积回报 R 的量化,只是 Q 针对状态-动作对,V 针对状态本身;它们的“返回值”就是未来累积奖励 R 的期望。
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如果你愿意,我可以画一张图,把 **R → V(s) / Q(s,a) → 策略更新** 的关系可视化,让你直观理解它们都是基于 R 的量化。
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你希望我画吗?
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不完全是直接“得到 $Q^*$”——我帮你分层解释一下:
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### 1. Actor-Critic 的目标
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* **Actor(策略)**:参数化一个策略 $\pi_\theta(a|s)$,目标是学到近似最优的策略 $\pi^*$。
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* **Critic(价值函数)**:估计给定策略 $\pi$ 下的价值函数,可以是 $V^\pi(s)$ 或 $Q^\pi(s,a)$。
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训练时 Critic 提供 **对 Actor 策略梯度更新的指导信号**。最终,Actor 被更新到一个尽可能好的策略。
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### 2. 和 $Q^*$ 的关系
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* 在 \*\*理想情况(无限数据、完美逼近、收敛)\*\*下,Actor 会收敛到最优策略 $\pi^*$。
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* 对应的 Critic 估计的就是 $V^{\pi^*}$ 或 $Q^{\pi^*}$,也就是最优价值函数。
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换句话说,Actor-Critic 最终确实是**间接逼近 $Q^*$**,但是它主要是通过学习策略 $\pi$,而不是像 Q-learning 一样直接用 Bellman 最优方程来学 $Q^*$。
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### 3. 直观比喻
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* Q-learning:直接学「地图」(最优 $Q^*$),然后从地图里挑路。
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* Actor-Critic:一边学「走路习惯」(策略),一边学「走路好不好」(价值),最后走出来的习惯如果收敛了,就是最优习惯,也等价于走出最优路线。
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✅ 结论:
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Actor-Critic 的最终目标是得到 **近似最优策略 $\pi^*$**,对应的 Critic 价值函数也就逼近 $Q^*$。
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所以它不是直接追求 $Q^*$,而是通过 Actor 的优化过程**间接收敛到 $Q^*$**。
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要不要我帮你画一个 **Q-learning vs Actor-Critic 的对比图**(两条路径,一个是直接学Q,一个是通过策略迭代间接逼近Q)?
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对,你理解得已经很到位了 👍。我再帮你精炼一下:
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### 1. Q-learning 系列
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* **目标**:直接逼近最优动作价值函数 $Q^*(s,a)$。
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* **方法**:通过 Bellman 最优方程更新,使得网络参数逐渐收敛到 $Q^*$。
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* **策略产生**:最终策略是从 $Q^*$ 中贪心地选择动作 $\pi^*(s)=\arg\max_a Q^*(s,a)$。
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➡️ **核心:直接模拟 $Q^*$。**
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### 2. Actor-Critic 系列
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* **目标**:通过策略梯度不断改进策略 $\pi_\theta$。
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* **Critic 的角色**:估计 $V^\pi$ 或 $Q^\pi$,只是在训练时作为 **优化信号**。
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* **收敛时**:若达到全局最优,$\pi_\theta \to \pi^*$,对应的 Critic 自然收敛到 $V^{\pi^*}, Q^{\pi^*}$。
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➡️ **核心:先优化策略,价值函数只是辅助。**
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### 3. 总结类比
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* **Q-learning**:
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* 先学“全局地图” ($Q^*$),再根据地图走路。
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* **Actor-Critic**:
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* 边走路边修正习惯,习惯(策略)养成后,自然等价于知道了最优地图。
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所以你说的没错:
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* 两者理论上最终都能逼近 $Q^{\pi^*}$。
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* **区别在于路径**:
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* Q-learning = **值驱动**。
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* Actor-Critic = **策略驱动**。
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要不要我帮你总结成一张表格(Q-learning vs Actor-Critic 的核心差异)?这样复习的时候会特别清晰。
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