Verwenden von \def-Variablen, die von \FPeval in tikz berechnet werden

Question

Hallo, ich bin ein absoluter Anfänger.

Ich habe eine Tikz-Vorlage zum Zeichnen neuronaler Netze genommen und versucht, sie so zu ändern, dass ich die Anzahl der Ebenen automatisch ändern kann, aber das führt zu seltsamen Fehlern.

Ich verwende diese Pakete und habe keine Ahnung, ob es wichtig ist

\documentclass{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[czech]{babel}
\usepackage[margin=2cm, a4paper]{geometry}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage{fontawesome}
\usepackage{xcolor}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{array}
\usepackage[protrusion,expansion]{microtype}
\usepackage{tikz}
\usepackage[nomessages]{fp}

Ich habe mir das folgende Makro in einer separaten .sty-Datei ausgedacht:

\newcommand{\mln}[3]{
    \def\layersep{#1}
    \def\inpneuroncount{#2}
    \def\hidneuroncount{#3}

    \FPeval{result}{clip((\hidneuroncount-\inpneuroncount)/2)}
    \def\nodeoffset{yshift=\result cm}
    \nodeoffset

    \begin{tikzpicture}[shorten >=1pt,->,draw=black!50, node distance=\layersep]
        \tikzstyle{every pin edge}=[<-,shorten <=3pt]
        \tikzstyle{neuron}=[circle,fill=black!25,minimum size=15pt,inner sep=0pt]
        \tikzstyle{input neuron}=[neuron, fill=green!50];
        \tikzstyle{output neuron}=[neuron, fill=red!50];
        \tikzstyle{hidden neuron}=[neuron, fill=blue!50];
        \tikzstyle{annot} = [text width=4em, text centered]

        % Draw the input layer nodes
        \foreach \name / \y in {1,...,\inpneuroncount}
        % This is the same as writing \foreach \name / \y in {1/1,2/2,3/3,4/4}
            \node[input neuron, pin=left:Input \#\y] (I-\name) at (0,-\y) {};

        % Draw the hidden layer nodes
        \foreach \name / \y in {1,...,\hidneuroncount}
            \path[\nodeoffset]
                node[hidden neuron] (H-\name) at (\layersep,-\y cm) {};

        % Draw the output layer node
        \node[output neuron,pin={[pin edge={->}]right:Output}, right of=H-1] (O) {};

        % Connect every node in the input layer with every node in the
        % hidden layer.
        \foreach \source in {1,...,\inpneuroncount}
            \foreach \dest in {1,...,\hidneuroncount}
                \path (I-\source) edge (H-\dest);

        % Connect every node in the hidden layer with the output layer
        \foreach \source in {1,...,\hidneuroncount}
            \path (H-\source) edge (O);

        % Annotate the layers
        \node[annot,above of=H-1, node distance=1cm] (hl) {Hidden layer};
        \node[annot,left of=hl] {Input layer};
        \node[annot,right of=hl] {Output layer};
    \end{tikzpicture}
    % End of code
}

Was ich gerade versuche, ist, die y-Verschiebung der verborgenen Schicht auf die Hälfte der Differenz zwischen der Anzahl der Eingangsneuronen und der Anzahl der Neuronen der verborgenen Schicht zu bringen. Ich habe eine Variable \nodeoffset erstellt, die nach der Verwendung eindeutig den Text „yshift=0.5cm“ wiedergibt, wenn Sie \mln{2.5cm}{2}{3} verwenden.

Wenn ich versuche, es in dem Teil zu verwenden

% Draw the hidden layer nodes
    \foreach \name / \y in {1,...,\hidneuroncount}
        \path[\nodeoffset]

es wird ein Fehler wie „Fehler beim Paket pgfkeys: Ich kenne den Schlüssel ‚/tikz/yshift=0.5cm‘ nicht und werde ihn ignorieren. Vielleicht haben Sie ihn falsch geschrieben.“ ausgegeben.

Wie bekomme ich den Parameter dort richtig hin?

Answer 1

Sie stehen vor einem sogenannten Expansionsproblem. TikZ erweitert das Makro nicht vollständig \nodeoffset. Sie können es erweitern, indem Sie ersetzen

\path[\nodeoffset] node[hidden neuron] (H-\name) at (\layersep,-\y cm) {};

von

\path[style/.expanded=\nodeoffset] node[hidden neuron] (H-\name) at (\layersep,-\y cm) {};

Vollständiges Beispiel:

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usepackage[nomessages]{fp}
\newcommand{\mln}[3]{
    \def\layersep{#1}
    \def\inpneuroncount{#2}
    \def\hidneuroncount{#3}

    \FPeval{result}{clip((\hidneuroncount-\inpneuroncount)/2)}
    \def\nodeoffset{yshift=\result cm}
    \nodeoffset

    \begin{tikzpicture}[shorten >=1pt,->,draw=black!50, node distance=\layersep]
        \tikzstyle{every pin edge}=[<-,shorten <=3pt]
        \tikzstyle{neuron}=[circle,fill=black!25,minimum size=15pt,inner sep=0pt]
        \tikzstyle{input neuron}=[neuron, fill=green!50];
        \tikzstyle{output neuron}=[neuron, fill=red!50];
        \tikzstyle{hidden neuron}=[neuron, fill=blue!50];
        \tikzstyle{annot} = [text width=4em, text centered]

        % Draw the input layer nodes
        \foreach \name / \y in {1,...,\inpneuroncount}
        % This is the same as writing \foreach \name / \y in {1/1,2/2,3/3,4/4}
            \node[input neuron, pin=left:Input \#\y] (I-\name) at (0,-\y) {};

        % Draw the hidden layer nodes
        \foreach \name / \y in {1,...,\hidneuroncount}
            \path[style/.expanded=\nodeoffset]
                node[hidden neuron] (H-\name) at (\layersep,-\y cm) {};

        % Draw the output layer node
        \node[output neuron,pin={[pin edge={->}]right:Output}, right of=H-1] (O) {};

        % Connect every node in the input layer with every node in the
        % hidden layer.
        \foreach \source in {1,...,\inpneuroncount}
            \foreach \dest in {1,...,\hidneuroncount}
                \path (I-\source) edge (H-\dest);

        % Connect every node in the hidden layer with the output layer
        \foreach \source in {1,...,\hidneuroncount}
            \path (H-\source) edge (O);

        % Annotate the layers
        \node[annot,above of=H-1, node distance=1cm] (hl) {Hidden layer};
        \node[annot,left of=hl] {Input layer};
        \node[annot,right of=hl] {Output layer};
    \end{tikzpicture}
    % End of code
}
\begin{document}
\mln{8em}{5}{4}
\end{document}

Ich möchte jedoch einige Änderungen/Verbesserungen vorschlagen.

1. \tikzstyleist veraltet, verwenden Sie stattdessen die entsprechende \tikzsetSyntax (siehe unten).
2. Braucht man hier eigentlich nicht fp.
3. Verwenden positioning.
4. Die \def„s“ am Anfang scheinen keinen wirklichen Zweck zu haben.

Es gibt noch viele weitere Dinge, die man ändern kann, aber dies ist eine teilweise modifizierte Version.

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{positioning}
\newcommand{\mln}[3]{
    \begin{tikzpicture}[shorten >=1pt,->,draw=black!50, node distance=#1]
        \tikzset{every pin edge/.style={<-,shorten <=3pt},
          neuron/.style={circle,fill=black!25,minimum size=15pt,inner
            sep=0pt},
          input neuron/.style={neuron, fill=green!50},
          output neuron/.style={neuron, fill=red!50},
          hidden neuron/.style={neuron, fill=blue!50},
          annot/.style={text width=4em, text centered},
        my offset/.style={yshift={((#3-#2)/2)*1cm}}}
        \begin{scope}[local bounding box=diag]
          % Draw the input layer nodes
          \foreach \name / \y in {1,...,#2}
          % This is the same as writing \foreach \name / \y in {1/1,2/2,3/3,4/4}
              \node[input neuron, pin={[alias=auxI]left:Input \#\y}] (I-\name) at (0,-\y) {};

          % Draw the hidden layer nodes
          \foreach \name / \y in {1,...,#3}
              {\path[my offset]
                  node[hidden neuron] (H-\name) at (#1,-\y cm) {};}

          % Draw the output layer node
          \node[output neuron,pin={[pin edge={->},alias=auxO]right:Output}, right=of H-1] (O) {};

          % Connect every node in the input layer with every node in the
          % hidden layer.
          \foreach \source in {1,...,#2}
              \foreach \dest in {1,...,#3}
                  \path (I-\source) edge (H-\dest);

          % Connect every node in the hidden layer with the output layer
          \foreach \source in {1,...,#3}
              \path (H-\source) edge (O);
        \end{scope}
        % Annotate the layers
        \path ([yshift=1ex]diag.north-|H-1.center) node[anchor=south,annot] (hl) {Hidden layer};
        \path ([yshift=1ex]diag.north-|auxI.west) node[anchor=south west,annot]  {Input layer};
        \path ([yshift=1ex]diag.north-|auxO.east) node[anchor=south east,annot]  {Output layer};
    \end{tikzpicture}
    % End of code
}
\begin{document}
\mln{8em}{5}{4}
\end{document}