1. easy_install 不推荐
easy_install torch -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
结果被告知推荐
2. torch.nn.Linear
Linear — PyTorch 2.0 documentation
下面正文来源于:PyTorch中的torch.nn.Linear详解_L_bloomer的博客-CSDN博客
1)nn.Linear是一个类,使用时进行类的实例化
2)实例化的时候,nn.Linear需要输入两个参数,in_features为上一层神经元的个数,out_features为这一层的神经元个数
3)不需要定义w和b。所有nn.Module的子类,形如nn.XXX的层,都会在实例化的同时随机生成w和b的初始值。所以实例化之后,我们就可以调用属性weight和bias来查看生成的w和b。其中w是必然会生成的,b是我们可以控制是否要生成的。在nn.Linear类中,有参数bias,默认 bias = True。如果我们希望不拟合常量b,在实例化时将参数bias设置为False即可。
4)由于w和b是随机生成的,所以同样的代码多次运行后的结果是不一致的。如果我们希望控制随机性,则可以使用torch中的random类。如:torch.random.manual_seed(420) #人为设置随机数种子
5)由于不需要定义常量b,因此在特征张量中,不需要留出与常数项相乘的那一列,只需要输入特征张量。
6)输入层只有一层,并且输入层的结构(神经元的个数)由输入的特征张量X决定,因此在PyTorch中构筑神经网络时,不需要定义输入层。
7)实例化之后,将特征张量输入到实例化后的类中。
————————————————
3. torch.bmm
bmm的全称 batch matrix multiplication,两个具有相同批次大小的三维张量的矩阵乘法
下面正文来源于 torch.bmm释义_torch銆俠mm_高山莫衣的博客-CSDN博客
torch.bmm 要求输入的两个张量都具有三个维度,形状分别为 (batch_size, n, m) 和 (batch_size, m, p),其中 batch_size 表示批次大小,n、m 和 p 分别表示矩阵的行数和列数。
torch.bmm 函数将执行批量矩阵相乘的操作,计算每个批次中对应位置的两个矩阵的乘积。它返回一个具有形状 (batch_size, n, p) 的新张量,其中每个批次的结果矩阵是对应位置的输入矩阵相乘的结果。
import torch
# 创建两个具有相同批次大小的三维张量
batch_size = 2
n = 3
m = 4
p = 5
x = torch.randn(batch_size, n, m)
y = torch.randn(batch_size, m, p)
# 执行批量矩阵相乘操作
result = torch.bmm(x, y)
# 打印结果张量的形状
print(result.shape) # torch.Size([2, 3, 5])
————————————————
在这个示例中,我们创建了两个具有相同批次大小的三维张量 x 和 y。它们的形状分别为 (2, 3, 4) 和 (2, 4, 5)。然后,我们使用 torch.bmm 对这两个张量进行批量矩阵相乘操作,并将结果存储在 result 张量中。最后,打印出结果张量的形状是 (2, 3, 5)。
————————————————
torch.bmm 要求输入张量的维度满足特定的条件,并且批次大小必须相同。
如果输入的张量不满足要求,将会引发错误。
因此,在使用 torch.bmm 之前,请确保输入张量的维度和批次大小是符合要求的。
————————————————
4. softmax
回忆softmax函数的公式,用numpy来表示一目了然:
import numpy as np
def softmax(x):
exp_x =np.exp(x)
sum_exp =np.sum(exp_x)
softmax_x = exp_x / sum_exp
return softmax_x
5. torch实现基本的Attention
下面正文来源于:【NLP相关】attention的代码实现_attention pytorch 实现_Chaos_Wang_的博客-CSDN博客
class AttentionLayer(nn.Module):
def __init__(self, input_size, output_size):
super(AttentionLayer, self).__init__()
self.input_proj = nn.Linear(input_size, output_size, bias=False)
self.output_proj = nn.Linear(output_size, output_size, bias=False)
我们假设
输入序列是一个由n 个词语组成的序列
输出序列是一个由m 个标签组成的序列
初始的处理是保持output_size是一致的
————————————————
在定义完网络层之后,我们需要实现Attention的计算过程。在本文中,我们将使用加性Attention的计算方式。
具体来说,我们需要计算每一个输入词语与输出标签之间的相似度,然后将相似度进行归一化处理,最终得到一个由n个归一化的权重组成的向量。代码如下所示:
def forward(self, inputs, outputs):
inputs = self.input_proj(inputs) # (batch_size, n, input_size) -> (batch_size, n, output_size)
outputs = self.output_proj(outputs) # (batch_size, m, output_size) -> (batch_size, m, output_size)
scores = torch.bmm(inputs, outputs.transpose(1, 2)) # (batch_size, n, output_size) * (batch_size, output_size, m) -> (batch_size, n, m)
weights = F.softmax(scores, dim=1) # (batch_size, n, m)
return weights
————————————————
首先,将输入序列和输出序列分别进行线性变换,并计算它们之间的相似度。
然后,我们使用softmax函数将相似度进行归一化处理,从而得到一个n × m 的归一化权重矩阵。
最后,我们可以将Attention计算的结果与输入序列相乘,得到一个由m 个加权输入向量组成的向量。
代码如下所示:
— — — — — — — — — — — — — — — —
class AttentionLayer(nn.Module):
def __init__(self, input_size, output_size):
super(AttentionLayer, self).__init__()
self.input_proj = nn.Linear(input_size, output_size, bias=False)
self.output_proj = nn.Linear(output_size, output_size, bias=False)
def forward(self, inputs, outputs):
inputs = self.input_proj(inputs) # (batch_size, n, input_size) -> (batch_size, n, output_size)
outputs = self.output_proj(outputs) # (batch_size, m, output_size) -> (batch_size, m, output_size)
scores = torch.bmm(inputs, outputs.transpose(1, 2)) # (batch_size, n, output_size) * (batch_size, output_size, m) -> (batch_size, n, m)
weights = F.softmax(scores, dim=1) # (batch_size, n, m)
context = torch.bmm(weights.transpose(1, 2), inputs) # (batch_size, m, n) * (batch_size, n, output_size) -> (batch_size, m, output_size)
return context
在上述代码中,我们将归一化权重矩阵和输入序列进行矩阵乘法运算,得到一个由m个加权输入向量组成的向量。
这个向量就是Attention模型的输出结果。
至此,我们已经完成了Attention模型的代码实现。
————————————————
当然,这只是一个基本的Attention模型,它还可以通过增加更多的层来提升性能,比如Multi-Head Attention等。
同时,在使用Attention模型时还需要考虑到一些细节问题,比如
输入序列的长度不一定相同、
输出序列的长度也不一定相同等。
因此,Attention模型的具体实现方式还需要根据具体的任务来进行设计和调整。
————————————————