源码有一个写法:
def forward(self, input: Tensor, hx: Optional[Tensor] = None) -> Tuple[Tensor, Tensor]: # noqa: F811
pass
forward
,它的第一个参数 input
是一个 Tensor
类型的变量,第二个参数 hx
是一个可选的 Tensor
类型变量,这里使用了 Python 3.7 引入的类型注解语法。
函数返回值类型是一个由两个 Tensor
类型变量组成的元组(Tuple)【 -> 的意思是返回值】
除此之外,这段代码还包含了一个 pass
语句,它的作用是占位符,表示这个函数目前并没有实现任何功能。如果你需要在这个函数中添加具体的代码实现,可以将这个 pass
语句替换为你的代码。
2、@classmethod
@classmethod
是 Python 中的一个装饰器(Decorator),用于定义类方法。
类方法是与类相关联的方法,而不是与实例相关联的方法。可以直接“类.方法”直接调用类方法而不需要实例化
使用 @classmethod
装饰器来定义一个类方法,可以在方法中使用 cls
参数来引用类本身,而不是实例本身【在类方法中,第一个参数通常被约定为 cls
,表示类本身。然而,你可以使用任何名称。】。例如:
class MyClass:
var = 123
@classmethod
def class_method(cls):
print(cls.var)
# 使用“@classmethod”的时候,可以直接调用类方法,不需要实例化
MyClass.class_method()
# 不使用“@classmethod”的时候,需要实例化才能调用类方法
class1 = MyClass()
class1.class_method()
在上面的示例代码中,我们使用 @classmethod
装饰器定义了一个名为 class_method
的类方法。在该方法中,我们使用 cls
参数来引用类本身,并打印了类变量 var
的值。最后,我们在不创建实例的情况下调用了该方法,输出了类变量的值。
3、eval()
eval() 可以将字符串形式的 Python 表达式作为参数进行求值
例如上面的代码,就可以将一个字符串转为参数传递给方法了,因为有时候你需要动态变化你的参数,所以就有了上面的写法
4、nn.parameter()
nn.Parameter()
是 PyTorch 中用于将 tensor 转换为 nn.Parameter
类型的函数。nn.Parameter
实际上是一个特殊的张量类型,它会被自动注册为模型的可学习参数,即在训练过程中需要更新的参数。与普通的 Tensor 不同,nn.Parameter
的属性包括要求梯度(requires_grad)和所处设备(device)等。
在 PyTorch 中,使用 nn.Parameter
将 tensor 转换为模型参数有两个好处:
-
自动追踪计算图:将 tensor 包装为
nn.Parameter
之后,PyTorch 会自动将其加入计算图中,并记录相应的梯度信息,这样就可以通过自动微分实现反向传播,即计算模型参数的梯度。 -
方便管理模型参数:使用
nn.Parameter
可以使得模型参数更方便地集中管理,例如可以使用model.parameters()
方法自动获取模型中的所有参数,或者使用model.named_parameters()
方法获取模型中每个参数的名称和值等信息。
使用 nn.Parameter
的一般流程是:首先定义一个 tensor,然后将其转换成 nn.Parameter
类型并赋予初始值,最后将其添加到模型中作为可训练参数。下面是一段示例代码:
import torch.nn as nn
class MyModel(nn.Module):
def __init__(self):
super(MyModel, self).__init__()
self.weight = nn.Parameter(torch.randn(3, 5)) # 定义可训练参数为 3x5 的张量
self.bias = nn.Parameter(torch.zeros(3)) # 定义可训练参数为长度为 3 的张量
def forward(self, x):
return torch.matmul(x, self.weight.t()) + self.bias # 使用可训练参数计算输出
在这个例子中,我们定义了一个 MyModel 类,并将 weight 和 bias 转换为 nn.Parameter
类型。在模型的 forward 函数中,我们使用 weight 和 bias 计算输出,这样就可以利用反向传播算法,根据损失函数对 weight 和 bias 进行梯度更新。
5、在forward函数中,self.multihead_attn(query, key, value)输入是三个张量,初始化中的输入是两个张量 nn.MultiheadAttention(embed_dim, num_heads),这样不会有问题吗?
import torch
import torch.nn as nn
# 定义一个Multihead Attention层
class MultiheadAttentionLayer(nn.Module):
def __init__(self, embed_dim, num_heads):
super(MultiheadAttentionLayer, self).__init__()
# 定义查询、键、值的线性变换
self.query_proj = nn.Linear(embed_dim, embed_dim)
self.key_proj = nn.Linear(embed_dim, embed_dim)
self.value_proj = nn.Linear(embed_dim, embed_dim)
# 定义多头注意力机制
self.multihead_attn = nn.MultiheadAttention(embed_dim, num_heads)
# 定义Layer Norm
self.norm = nn.LayerNorm(embed_dim)
def forward(self, input):
# 将输入张量拆分成查询、键、值
query = self.query_proj(input)
key = self.key_proj(input)
value = self.value_proj(input)
# 调整形状,以满足Multihead Attention的输入要求
query = query.permute(1, 0, 2)
key = key.permute(1, 0, 2)
value = value.permute(1, 0, 2)
# 计算Multihead Attention
attn_output, attn_weights = self.multihead_attn(query, key, value)
# 将输出进行维度转换,以满足Layer Norm的输入要求
attn_output = attn_output.permute(1, 0, 2)
# 应用Layer Norm和残差连接
output = self.norm(input + attn_output)
return output
我们看到在init中使用了下面的代码:
nn.MultiheadAttention(embed_dim, num_heads)
Q: 但是在forward函数中,在计算Multihead Attention的时候则是输入了QKV三个张量,那么这时输入三个张量,初始化的时候是两个张量,这样张量不是不匹配吗?
attn_output, attn_weights = self.multihead_attn(query, key, value)
A: 没有问题,因为初始化的时候调用的是nn.MultiheadAttention()的初始化方法:
# nn.MultiheadAttention() 源码
def __init__(self, embed_dim, num_heads, dropout=0., bias=True, add_bias_kv=False, add_zero_attn=False, kdim=None, vdim=None):
super(MultiheadAttention, self).__init__()
self.embed_dim = embed_dim
self.kdim = kdim if kdim is not None else embed_dim
self.vdim = vdim if vdim is not None else embed_dim
self._qkv_same_embed_dim = self.kdim == embed_dim and self.vdim == embed_dim
self.num_heads = num_heads
self.dropout = dropout
self.head_dim = embed_dim // num_heads
assert self.head_dim * num_heads == self.embed_dim, "embed_dim must be divisible by num_heads"
而在forward输入三个变量的时候是调用的nn.MultiheadAttention()的forward方法:
# nn.MultiheadAttention() 源码
def forward(self, query, key, value, key_padding_mask=None,
need_weights=True, attn_mask=None):
# type: (Tensor, Tensor, Tensor, Optional[Tensor], bool, Optional[Tensor]) -> Tuple[Tensor, Optional[Tensor]]
6、解包操作 *XXX
*DNA_bound表示解包元组或列表
DNA_bound = [32, 126]
np.random.randint(*DNA_bound, size=(pop_size, DNA_size)).astype(np.int8)
等于
np.random.randint(DNA_bound[0], DNA_bound[1], size=(pop_size, DNA_size)).astype(np.int8)
*DNA_bound用于将DNA_bound列表的两个元素解包并作为参数传递给numpy.random模块中的randint()函数。
具体来说,DNA_bound[0]和DNA_bound[1]分别表示DNA序列中每个基因的取值下限(闭区间)和取值上限(开区间),size=(pop_size, DNA_size)表示生成二维数组(即种群)的大小,而astype(np.int8)则是为了将生成的随机数转换成8位整型,以便后续进行ASCII编码操作。
7、np.random.choice(a, size=None, replace=True, p=None)
np.random.choice(a, size=None, replace=True, p=None)
该函数从a序列或整数中随机选择元素,返回一个大小为size的新数组。其中,参数含义如下:
- a:一个整数或可迭代对象,表示待选元素;
- size:一个整数或元组,表示输出数组的形状,如果不传递这个参数,则输出一个标量;
- replace:一个布尔值,表示是否可以重复选择元素,默认为True(允许重复选择);
- p:一个与a长度相同的一维数组,表示每个元素被选择的概率,如果不传递,则使用均匀分布进行随机选择。
例如,使用np.random.choice([1, 2, 3, 4, 5], size=(2, 3), replace=True, p=[0.1, 0.2, 0.3, 0.2, 0.2])生成一个大小为2×3的数组,表示从[1,2,3,4,5]这五个数中选取元素,其中元素1的选取概率是0.1,元素2的选取概率是0.2,依此类推。如果replace=False,则所选元素将不能重复。
结果:
[[1 4 5]
[5 4 4]]
8、np.random.rand()
np.random.rand(1, 1)
np.random.rand(1, 1)
是一个NumPy函数,用于返回指定形状的随机浮点数数组,其值位于[0, 1)之间。
在这里,np.random.rand(1, 1)
返回的是一个形状为(1, 1)
的二维数组,即一个只有一个元素的矩阵(矩阵元素的值是一个范围在[0, 1)之间的随机浮点数),可以通过以下代码查看:
import numpy as np
x = np.random.rand(1, 1)
print(x) # Output: [[0.12345678]]
9、np.empty()和np.zeros()
np.empty()
和np.zeros()
都是NumPy中用于创建数组的函数,不同之处在于它们生成数组的方式不同:
-
np.empty(shape, dtype=float, order='C')
: 创建一个指定形状和数据类型的空数组,其值未被初始化,得到的数组元素的值是随机且未知的。由于NumPy对empty()
函数所返回的数组不进行初始化,因此使用该函数会快一些(但可能会有潜在的安全问题)。 -
np.zeros(shape, dtype=float, order='C')
: 创建一个指定形状和数据类型的全0数组。
举个例子,如果要创建一个全0数组,可以使用np.zeros()
函数,如下所示:
import numpy as np
a = np.zeros((2, 3))
print(a) # Output: [[0. 0. 0.] # [0. 0. 0.]]
如果要创建一个空数组,可以使用np.empty()
,如下所示:
import numpy as np
b = np.empty((2, 3))
print(b) # Output: [[ 9.65677788e-316 2.07596591e-322 0.00000000e+000] # [ 0.00000000e+000 -1.49457197e+154 5.21297860e-321]]
需要注意的是,由于empty()
函数生成的数组未被初始化,其值可能是未知的,但其大小已经确定。因此,在使用empty()
函数创建数组时,应该通过其他方式(例如使用zeros()
或ones()
)来初始化数组中的值。
10、np.empty()和np.empty_like()
kids = {'DNA': np.empty((n_kid, DNA_SIZE))}
kids['mut_strength'] = np.empty_like(kids['DNA'])
这段代码创建了一个字典kids
,其中包括了两个关键字'DNA'
和'mut_strength'
,分别对应空的二维数组np.empty((n_kid, DNA_SIZE))
和一个与'DNA'
数组大小相同的空数组 np.empty_like(kids['DNA'])
。
具体来说,np.empty((n_kid, DNA_SIZE))
函数的作用是创建一个形状为(n_kid, DNA_SIZE)
的空NumPy数组,即创建一个包含n_kid
个长度为DNA_SIZE
的一维数组的二维数组。这里之所以使用np.empty()
而非np.zeros()
函数,是因为empty()
函数生成的数组未被初始化,其值可能是未知的,但其大小已经确定。
而np.empty_like(kids['DNA'])
也是创建一个形状相同的空数组,不过是由kids['DNA']
这个数组的形状来确定的。这里的作用是创建一个与'DNA'
同样大小的空数组,用于存储后面计算得到的变异强度。
总的来说,这段代码的目的是创建一个字典kids
用于存储下一代的DNA序列和其对应的变异强度,以备后续使用。
11、pop[np.argmax(fitness), :]
其中fitness是一个100行1列的矩阵
print("Most fitted DNA: ", pop[np.argmax(fitness), :])
这段代码打印出了种群 `pop` 中适应度函数值最大的个体对应的DNA(基因表达式)。
其中,`np.argmax()` 函数返回数组中最大值的索引,‘:’表示取当前索引行的所有列,也就是取这一行的所有值,因此 `pop[np.argmax(fitness), :]` 表示在 `pop` 数组中找到适应度函数值最大的个体所对应的行,并将该行的所有元素作为输出。
model.train()、model.backward(loss) 、model.step() 、val_outputs = model.module.validation_step(batch)这四个语句分别表示什么意思?
这四个语句所代表的含义如下:
-
model.train()
:这个语句用于将模型设置为训练模式。在训练模式下,模型会启用一些特定的操作,如启用Dropout、Batch Normalization等。这些操作在训练过程中对于模型的性能和收敛非常重要。调用model.train()
可以切换模型到训练模式,并保持这个状态,直到遇到model.eval()
语句或训练结束为止。 -
model.backward(loss)
:这个语句用于计算损失函数(loss)对于模型参数的梯度。在反向传播过程中,梯度会从损失函数向后传播到模型的各个层,并根据链式法则逐层更新模型参数。 -
model.step()
:这个语句用于更新模型的参数。它会根据之前调用model.backward()
计算得到的梯度信息,使用优化算法(如随机梯度下降)来更新模型参数。通过迭代训练数据并多次调用model.backward()
和model.step()
,模型的参数会逐渐优化以最小化损失函数。 -
val_outputs = model.module.validation_step(batch)
:这个语句用于执行模型的验证步骤。通常,在训练过程中,我们需要周期性地进行验证以评估模型在验证集上的性能。该语句会将验证数据批次(batch)输入到模型中,并返回模型在验证数据上的输出结果(val_outputs)。
next(data_iterator) + mpu.broadcast_data(keys, data, datatype)
data = next(data_iterator)
data_b = mpu.broadcast_data(keys, data, datatype)
这两句代码的含义如下:
-
data = next(data_iterator)
:这个语句用于从一个数据迭代器(data_iterator)中获取下一个数据批次(batch)。通常在训练模型时,数据会被划分成小批次进行训练,以便更高效地处理大规模数据集。这行代码通过调用next()
函数从数据迭代器中获取下一个批次的数据,并将其赋值给变量data
供后续使用。 -
data_b = mpu.broadcast_data(keys, data, datatype)
:这个语句用于将数据扩散(broadcast)到不同设备或进程上。在分布式训练中,多个设备或进程需要共享同一份数据。这行代码通过调用mpu.broadcast_data()
函数,将数据data
广播到多个设备或进程上,并将广播后的数据赋值给变量data_b
。
**将多个字典合并为一个字典
retrievals_all = {**retrieval_set_train, **retrieval_set_valid, **retrieval_set_test}
这行代码使用了字典合并操作,将retrieval_set_train
、retrieval_set_valid
和retrieval_set_test
三个字典合并成一个新的字典retrievals_all
。
具体来说,代码通过{**retrieval_set_train, **retrieval_set_valid, **retrieval_set_test}
的语法,使用两个星号(**
)将三个字典展开,并将它们的键值对合并到一个新的字典中。
举个例子来说明,假设原始的三个字典如下:
retrieval_set_train = {'apple': 1, 'banana': 2}
retrieval_set_valid = {'orange': 3, 'grape': 4}
retrieval_set_test = {'kiwi': 5, 'pear': 6}
通过执行这行代码后,将得到一个合并后的新字典retrievals_all
:文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-420674.html
retrievals_all = {'apple': 1, 'banana': 2, 'orange': 3, 'grape': 4, 'kiwi': 5, 'pear': 6}
可以看到,合并后的retrievals_all
字典包含了原始三个字典中的所有键值对。如果有重复的键,后面的字典会覆盖前面的字典。最终得到一个包含所有原始字典键值对的新字典retrievals_all
。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-420674.html
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