pytorch使用说明

1.torch和numpy的转换

import torch
import numpy as np

np_data = np.arange(6).reshape((2, 3))
torch_data = torch.from_numpy(np_data)
tensor2array = torch_data.numpy()

2.torch中的数学运算

# abs 绝对值计算
data = [-1, -2, 1, 2]
tensor = torch.FloatTensor(data)  # 转换成32位浮点 tensor
print(
    '\nabs',
    '\nnumpy: ', np.abs(data),          # [1 2 1 2]
    '\ntorch: ', torch.abs(tensor)      # [1 2 1 2]
)

# sin   三角函数 sin
print(
    '\nsin',
    '\nnumpy: ', np.sin(data),      # [-0.84147098 -0.90929743  0.84147098  0.90929743]
    '\ntorch: ', torch.sin(tensor)  # [-0.8415 -0.9093  0.8415  0.9093]
)

# mean  均值
print(
    '\nmean',
    '\nnumpy: ', np.mean(data),         # 0.0
    '\ntorch: ', torch.mean(tensor)     # 0.0
)

# matrix multiplication 矩阵点乘
data = [[1,2], [3,4]]
tensor = torch.FloatTensor(data)  # 转换成32位浮点 tensor
# correct method
print(
    '\nmatrix multiplication (matmul)',
    '\nnumpy: ', np.matmul(data, data),     # [[7, 10], [15, 22]]
    '\ntorch: ', torch.mm(tensor, tensor)   # [[7, 10], [15, 22]]
)

# !!!!  下面是错误的方法 !!!!
data = np.array(data)
print(
    '\nmatrix multiplication (dot)',
    '\nnumpy: ', data.dot(data),        # [[7, 10], [15, 22]] 在numpy 中可行
    '\ntorch: ', tensor.dot(tensor)     # torch 会转换成 [1,2,3,4].dot([1,2,3,4) = 30.0
)

3. 什么是Variable

在Torch中的Variable就是一个存放会变化的值的地理位置。里面的值会不停的变化。其中的值就是torch的Tensor.如果用Variable进行计算，那返回的也是一个同类型的Variable.

定义一个Variable:

import torch
from torch.autograd import Variable # torch 中 Variable 模块

# 先生鸡蛋
tensor = torch.FloatTensor([[1,2],[3,4]])
# 把鸡蛋放到篮子里, requires_grad是参不参与误差反向传播, 要不要计算梯度
variable = Variable(tensor, requires_grad=True)

print(tensor)
"""
 1  2
 3  4
[torch.FloatTensor of size 2x2]
"""

print(variable)
"""
Variable containing:
 1  2
 3  4
[torch.FloatTensor of size 2x2]
"""

对比一下tensor的计算和variable的计算

t_out = torch.mean(tensor*tensor)       # x^2
v_out = torch.mean(variable*variable)   # x^2
print(t_out)
print(v_out)    # 7.5

时刻计住，Variable计算是，它在背景幕布后面一步步默默搭建着一个庞大的系统，叫做计算图，computational graph.这个图将所有的计算步骤(节点)都连接起来，最后进行误差反向传递的时候一次性将所有variable里面的修改幅度(梯度)都计算出来，而tensor就没有这个能力。

获取Variable里面的数据

直接print(variable)只会输出Variable形式的数据，在很多时候是用不了的(画图), 所以我们要将其变成tensor形式。

print(variable)     #  Variable 形式
"""
Variable containing:
 1  2
 3  4
[torch.FloatTensor of size 2x2]
"""
print(variable.data)    # tensor 形式
"""
 1  2
 3  4
[torch.FloatTensor of size 2x2]
"""
print(variable.data.numpy())    # numpy 形式
"""
[[ 1.  2.]
 [ 3.  4.]]
"""

4.激活函数

import torch
import numpy as np
import torch
import torch.nn.functional as F     # 激励函数都在这
from torch.autograd import Variable

# 做一些假数据来观看图像
x = torch.linspace(-5, 5, 200)  # x data (tensor), shape=(100, 1)
x = Variable(x)
x_np = x.data.numpy()   # 换成 numpy array, 出图时用

# 几种常用的 激励函数
y_relu = F.relu(x).data.numpy()
y_sigmoid = F.sigmoid(x).data.numpy()
y_tanh = F.tanh(x).data.numpy()
y_softplus = F.softplus(x).data.numpy()
# y_softmax = F.softmax(x)  softmax 比较特殊, 不能直接显示, 不过他是关于概率的, 用于分类

if __name__ == '__main__':
    import matplotlib.pyplot as plt  # python 的可视化模块, 我有教程             (https://morvanzhou.github.io/tutorials/data-manipulation/plt/)

    plt.figure(1, figsize=(8, 6))
    plt.subplot(221)
    plt.plot(x_np, y_relu, c='red', label='relu')
    plt.ylim((-1, 5))
    plt.legend(loc='best')

    plt.subplot(222)
    plt.plot(x_np, y_sigmoid, c='red', label='sigmoid')
    plt.ylim((-0.2, 1.2))
    plt.legend(loc='best')

    plt.subplot(223)
    plt.plot(x_np, y_tanh, c='red', label='tanh')
    plt.ylim((-1.2, 1.2))
    plt.legend(loc='best')

    plt.subplot(224)
    plt.plot(x_np, y_softplus, c='red', label='softplus')
    plt.ylim((-0.2, 6))
    plt.legend(loc='best')

    plt.show()