【博学谷学习记录】超强总结，用心分享丨人工智能 Python基础 个人学习总结之列表排序

张量的创建

创建线性和随机张量

torch.arange 和 torch.linspace 创建线性张量
torch.random.init_seed 和 torch.random.manual_seed 随机种子设置
torch.randn 创建随机张量

创建01张量

torch.ones 和 torch.ones_like 创建全1张量
torch.zeros 和 torch.zeros_like 创建全0张量
torch.full 和 torch.full_like 创建全为指定值张量

张量元素类型转换

tensor.type(torch.DoubleTensor)
torch.double()

张量形状操作常用函数

reshape, transpose, permute, view, contiguous, squeeze, unsqueeze

1. reshape 函数可以在保证张量数据不变的前提下改变数据的维度.
2. transpose 函数可以实现交换张量形状的指定维度, permute 可以一次交换更多的维度.
3. view 函数也可以用于修改张量的形状, 但是它要求被转换的张量内存必须连续，所以一般配合 contiguous 函数使用.
4. squeeze 和 unsqueeze 函数可以用来增加或者减少维度.

张量自动微分模块

自动微分作用

自动微分（Autograd）模块对张量做了进一步的封装，具有自动求导功能。自动微分模块是构成神经网络训练的必要模块，在神经网络的反向传播过程中，Autograd 模块基于正向计算的结果对当前的参数进行微分计算，从而实现网络权重参数的更新。

梯度基本计算

import torch


# 1. 单标量梯度的计算
# y = x**2 + 20
def test01():

    # 定义需要求导的张量
    x = torch.tensor(10, requires_grad=True, dtype=torch.float64)
    # 变量经过中间运算
    f = x ** 2 + 20
    # 自动微分
    f.backward()
    # 打印 x 变量的梯度
    # backward 函数计算的梯度值会存储在张量的 grad 变量中
    print(x.grad)


# 2. 单向量梯度的计算
# y = x**2 + 20
def test02():

    # 定义需要求导张量
    x = torch.tensor([10, 20, 30, 40], requires_grad=True, dtype=torch.float64)
    # 变量经过中间计算
    f1 = x ** 2 + 20

    # 注意:
    # 由于求导的结果必须是标量
    # 而 f 的结果是: tensor([120., 420.])
    # 所以, 不能直接自动微分
    # 需要将结果计算为标量才能进行计算
    f2 = f1.sum()  # f2 = 1/2 * x

    # 自动微分
    f2.backward()

    # 打印 x 变量的梯度
    print(x.grad)


# 3. 多标量梯度计算
# y = x1 ** 2 + x2 ** 2 + x1*x2
def test03():

    # 定义需要计算梯度的张量
    x1 = torch.tensor(10, requires_grad=True, dtype=torch.float64)
    x2 = torch.tensor(20, requires_grad=True, dtype=torch.float64)

    # 经过中间的计算
    y = x1**2 + x2**2 + x1*x2

    # 将输出结果变为标量
    y = y.sum()

    # 自动微分
    y.backward()

    # 打印两个变量的梯度
    print(x1.grad, x2.grad)


# 4. 多向量梯度计算
def test04():

    # 定义需要计算梯度的张量
    x1 = torch.tensor([10, 20], requires_grad=True, dtype=torch.float64)
    x2 = torch.tensor([30, 40], requires_grad=True, dtype=torch.float64)

    # 经过中间的计算
    y = x1 ** 2 + x2 ** 2 + x1 * x2
    print(y)

    # 将输出结果变为标量
    y = y.sum()

    # 自动微分
    y.backward()

    # 打印两个变量的梯度
    print(x1.grad, x2.grad)


if __name__ == '__main__':
    # test04()
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梯度控制的方法

1.不计算梯度

# 通过函数装饰器
@torch.no_grad()
def f(x):
    y = x ** 2
# 或 对代码装饰
with torch.no_grad(): 
    y = x ** 2
# 或 设置梯度不可用
set_grad_enabled（False）
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2.不计算累计梯度，将梯度清0
x.grad.data.zero_()

一个计算梯度值的小例子

输出结果： tensor([ 343., 1283., 2823.], dtype=torch.float64)

心得：张量的使用作为深度学习的基础，是很重要的，记住一些常用函数，其他的非常用的查阅资料 ，用多了便可以记住