pyTorch 快速入門

前言：

疫情太嚴重推遲開學了，可能三月份甚至四月份才開學，這個寒假真長，利用這段時間在家學點東西。如果足夠自律，就能夠充分利用時間；如果足夠自律，就能不斷地補充自己的不足；如果足夠自律，就能紮實深度學習理論基礎；如果足夠自律，就能進一步提公升**能力。

這一年，希望自己能夠自律些，一步步靠近合格的演算法工程師。

這幾天，我對《動手學深度學習 pytorch版》這本書很感興趣，但不熟悉pytorch，所以快速學習一下，作為pytorch的入門，附上pytorch的官方鏈結

pytorch 類似於numpy，而pytorch中的tensors和numpy的ndarray是相似的。

（1）宣告乙個未初始化的矩陣，但在使用前不包含確定的已知值。

x = torch.empty(5, 3)
print(x)

tensor([[2.3576e-36, 0.0000e+00, 0.0000e+00],
[0.0000e+00, 0.0000e+00, 0.0000e+00],
[0.0000e+00, 0.0000e+00, 2.8026e-45],
[0.0000e+00, 1.1210e-44, 0.0000e+00],
[1.4013e-45, 0.0000e+00, 0.0000e+00]])

（2）構造乙個隨機初始化的矩陣

x = torch.rand(5, 3)
print(x)

tensor([[0.2031, 0.8195, 0.2181],
[0.4732, 0.4602, 0.8097],
[0.6037, 0.4483, 0.2570],
[0.1677, 0.1944, 0.7259],
[0.3056, 0.8363, 0.1282]])

（3）構造乙個元素全部為零，型別為 long的矩陣

x = torch.zeros(5, 3, dtype=torch.long)
print(x)

tensor([[0, 0, 0],
[0, 0, 0],
[0, 0, 0],
[0, 0, 0],
[0, 0, 0]])

（4）直接以資料來構造張量

x = torch.tensor([5.5, 3])
print(x)

tensor([5.5000, 3.0000])

（5）基於現有張量來建立張量（除非使用者提供新的值，否則這些方法將會重用現有張量的屬性，例如 dtype）

x = x.new_ones(5, 3, dtype=torch.double)      # new_* methods take in sizes
print(x)
x = torch.randn_like(x, dtype=torch.float)    # override dtype!與上面的xsize相同
print(x)

tensor([[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.]], dtype=torch.float64)
tensor([[-0.0929,  0.9791,  0.1481],
[-1.7100,  0.4316, -0.4209],
[-0.6479,  1.5173, -0.3646],
[-1.3288,  2.6447, -0.6539],
[-0.0300,  1.8167,  0.8633]])

print(x.size())
torch.size([5, 3])

（6）向量加減乘除運算

y = torch.rand(5, 3)
#法一print(x + y)
#法二print(torch.add(x, y))
#法三result = torch.empty(5, 3)
torch.add(x, y, out=result)
print(result)
#法四y.add_(x)
print(y)

運算後結果一樣

tensor([[ 0.4184,  0.6502,  0.3735],
[ 2.0532,  0.1959,  0.6630],
[ 1.6664,  0.4967,  0.7961],
[ 0.8452,  1.1509,  0.6831],
[ 1.0740,  0.8284, -0.2371]])
tensor([[ 0.4184,  0.6502,  0.3735],
[ 2.0532,  0.1959,  0.6630],
[ 1.6664,  0.4967,  0.7961],
[ 0.8452,  1.1509,  0.6831],
[ 1.0740,  0.8284, -0.2371]])
tensor([[ 0.4184,  0.6502,  0.3735],
[ 2.0532,  0.1959,  0.6630],
[ 1.6664,  0.4967,  0.7961],
[ 0.8452,  1.1509,  0.6831],
[ 1.0740,  0.8284, -0.2371]])
tensor([[ 0.4184,  0.6502,  0.3735],
[ 2.0532,  0.1959,  0.6630],
[ 1.6664,  0.4967,  0.7961],
[ 0.8452,  1.1509,  0.6831],
[ 1.0740,  0.8284, -0.2371]])

（7）可以類似於numpy的索引

print(x[:, 1])

tensor([ 0.5996, -0.0382,  0.4017,  0.5467,  0.2213])

（8）調整大小

調整張量大小，可使用torch.view：

x = torch.randn(4, 4)
y = x.view(16)
z = x.view(-1, 8)  # -1的意思是從其他維度來推斷
print(x.size(), y.size(), z.size())

torch.size([4, 4]) torch.size([16]) torch.size([2, 8])

（9）如果只有乙個元素的張量，可使用.item（）獲取該值

x = torch.randn(1)
print(x)
print(x.item())

tensor([-0.4073])
-0.40732377767562866

（10）torch張量與numpy陣列的轉換

# torch轉為numpy
a = torch.ones(5)
print(a)
b = a.numpy()
print(b)
tensor([1., 1., 1., 1., 1.])
[1. 1. 1. 1. 1.]

# numpy轉為torch
import numpy as np
a = np.ones(5)
b = torch.from_numpy(a)
np.add(a, 1, out=a)
print(a)
print(b)
[2. 2. 2. 2. 2.]
tensor([2., 2., 2., 2., 2.], dtype=torch.float64)

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