聊一聊我对强化学习的理解
对应的代码请访问我的GitHub：fxyang-bupt(可能你进去之后发现什么都没有，那是因为我注册了新的账号还在整理，这并不影响你先follow一下我的GitHub~)
目前正在把我的文字内容和代码整理成网络书籍的方式发布出来，敬请期待…

我很想把它做成一套简单易懂的白话系列，奈何做这种事真的不简单。我参考了很多资料，比如：
《白话强化学习与PyTorch》
《深入浅出强化学习：原理与入门》
《强化学习入门：从原理到实践》
“莫烦Python”
博客园 “刘建平Pinard” 的博客
北大 “ShusenTang” 的GitHub
……
这是一门比较前言的理论，目前正在发光发热。我并不推荐大家一开始就阅读大部头的《Reinforcement Learning》这本书，假期我花了一个月的时间去啃，效果并不好。反而是这种“平易近人”的教程更适合入门。不过各种“平易近人”的教程都会充斥着笔者自己的理解，这种事容易陷入到自嗨的怪圈，笔者自认为自己举了一个特别通俗的例子，而读者却一头雾水。
所以我把我在学习和实践过程中遇到的困惑，又做了二次解读的加工。有了这个系列的文章，希望能够有所贡献。成为帮助你入门的N多资料的其中之一。
我的代码用的框架比较杂，PyTorch TensorFlow1 TensorFlow2……都有。有人会在意TensorFlow2出来以后，1不是被淘汰了，为什么还要用？
5G都出了多长时间了，你那个卡的要死的4G手机换了吗？企业也是一样的。所以还是得用…

希望毕业后我也能成为像 莫烦 和 Charlotte77 一样的知识分享者~这是自己的一个小兴趣

马尔可夫性

系统的下一个状态只与当前状态有关。

马尔可夫过程

是一个二元组$(S,P)$，$S$是有限状态集合，$P$是状态转移概率

P=[P11⋯P1n⋮⋮Pn1⋯Pnn]P=\begin{bmatrix}P_{11} &\cdots&P_{1n}\\ \vdots&&\vdots\\P_{n1}&\cdots&P_{nn}\end{bmatrix}P=⎣⎢⎡​P11​⋮Pn1​​⋯⋯​P1n​⋮Pnn​​⎦⎥⎤​

如一个学生的状态$S=娱乐,课程1,课程2,课程3,考过,睡觉,论文$。各状态的概率转移概率为：

学生从课程1开始，一天状态的可能序列为：课1-课2-课3-考过-睡觉。这种状态序列称为马尔科夫链。

马尔可夫决策过程

对于强化学习问题，马尔可夫过程不足以描述其特点，因为在它里面不存在动作和奖励。将动作(策略)和奖励考虑在内的马尔可夫过程称为马尔可夫决策过程。

由元组$(S,A,P,R,\gamma )$描述，其中：$S$为有限的状态集，$A$为有限的动作集，$P$为状态转移概率，$R$为回报函数，$\gamma$为折扣因子。

与马尔可夫过程不同，状态转移概率是包含动作的，Pss′a=P[St+1=s′∣St=s,At=a]P_{ss'}^a=P[S_{t+1}=s'|S_t=s,A_t=a]Pss′a​=P[St+1​=s′∣St​=s,At​=a]。

对策略$\pi$也做了马尔可夫性假设，在状态$s$时采取动作$a$的概率只与当前状态$s$有关。

π(a∣s)=P(At=a∣St=s)\pi(a|s)=P(A_t=a|S_t=s)π(a∣s)=P(At​=a∣St​=s)

此外还有价值函数也一样，vπ(s)v_\pi(s)vπ​(s)仅仅依赖于当前的状态，

vπ(s)=Eπ(Gt∣St=s)=Eπ(Rt+1+γRt+2+γ2Rt+3+…∣St=s)v_\pi(s)=E_\pi(G_t|S_t=s)=E_\pi(R_{t+1}+\gamma R_{t+2}+\gamma^2 R_{t+3}+…|S_t=s)vπ​(s)=Eπ​(Gt​∣St​=s)=Eπ​(Rt+1​+γRt+2​+γ2Rt+3​+...∣St​=s)