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basic algorithms of reinforcement learning

0、写在前面

本项目用于学习RL基础算法,主要面向对象为RL初学者、需要结合RL的非专业学习者,尽量做到: 注释详细结构清晰

注意本项目为实战内容,建议首先掌握相关算法的一些理论基础,再来享用本项目,理论教程参考本人参与编写的蘑菇书

未来开发计划包括但不限于:多智能体算法、强化学习Python包以及强化学习图形化编程平台等等。

1、项目说明

项目内容主要包含以下几个部分:

  • Jupyter Notebook:使用Notebook写的算法,有比较详细的实战引导,推荐新手食用
  • codes:这些是基于Python脚本写的算法,风格比较接近实际项目的写法,推荐有一定代码基础的人阅读,下面会说明其具体的一些架构
  • parl:应业务需求,写了一些基于百度飞浆平台和parl模块的RL实例
  • 附件:目前包含强化学习各算法的中文伪代码

codes结构主要分为以下几个脚本:

  • [algorithm_name].py:即保存算法的脚本,例如dqn.py,每种算法都会有一定的基础模块,例如Replay BufferMLP(多层感知机)等等;
  • task.py: 即保存任务的脚本,基本包括基于argparse模块的参数,训练以及测试函数等等,其中训练函数即train遵循伪代码而设计,想读懂代码可从该函数入手;
  • utils.py:该脚本用于保存诸如存储结果以及画图的软件,在实际项目或研究中,推荐大家使用Tensorboard来保存结果,然后使用诸如matplotlib以及seabron来进一步画图。

2、算法列表

注:点击对应的名称会跳到codes下对应的算法中,其他版本还请读者自行翻阅

算法名称 参考文献 备注
DQN-CNN 待更
SoftQ Soft Q-learning paper
SAC SAC paper
SAC-Discrete SAC-Discrete paper
SAC-S SAC-S paper
DSAC DSAC paper 待更

3、算法环境

算法环境说明请跳转env

4、运行环境

主要依赖:Python 3.7、PyTorch 1.10.0、Gym 0.21.0。

4.1、创建Conda环境

conda create -n easyrl python=3.7
conda activate easyrl # 激活环境

4.2、安装Torch

安装CPU版本:

conda install pytorch==1.10.0 torchvision==0.11.0 torchaudio==0.10.0 cpuonly -c pytorch

安装CUDA版本:

conda install pytorch==1.10.0 torchvision==0.11.0 torchaudio==0.10.0 cudatoolkit=11.3 -c pytorch -c conda-forge

如果安装Torch需要镜像加速的话,点击清华镜像链接,选择对应的操作系统,如win-64,然后复制链接,执行:

conda install pytorch==1.10.0 torchvision==0.11.0 torchaudio==0.10.0 cudatoolkit=11.3 -c https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud/pytorch/win-64/

也可以使用PiP镜像安装(仅限CUDA版本):

pip install torch==1.10.0+cu113 torchvision==0.11.0+cu113 torchaudio==0.10.0 --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu113

4.3、安装其他依赖

项目根目录下执行:

pip install -r requirements.txt

4.4、检验CUDA版本Torch安装

CPU版本Torch请忽略此步,执行如下Python脚本,如果返回True说明CUDA版本安装成功:

import torch
print(torch.cuda.is_available())

5、使用说明

对于codes

  • 运行带有main.py脚本
  • 执行scripts下对应的Bash脚本,例如sh codes/scripts/DQN_task0.sh,推荐创建名为"easyrl"的conda环境,否则需要更改sh脚本相关信息。对于Windows系统,建议安装Git(不要更改默认安装路径,否则VS Code可能不会显示Git Bash)然后使用git bash终端,而非PowerShell或者cmd终端!

对于Jupyter Notebook

  • 直接运行对应的ipynb文件就行

6、友情说明

推荐使用VS Code做项目,入门可参考VSCode上手指南