PyTorch 19. PyTorch中相似操作的区别与联系

view() 和 reshape()

写在开头：
有一篇大佬的总结非常到位：博客

总结

1. view() 在操作tensor时，需要tensor是内存连续的，而且在进行尺寸变换时，view()操作不会新开辟内存空间。但是要保证tensor连续，对tensor进行tensor.contiguous()时，会开辟新的内存空间，存放内存连续的数据。
2. reshape()操作，与view()的作用一模一样，但是它比view()更高级，被操作的tensor是内存连续时，直接采用reshape不会开辟新的内存；被操作的tensor不是内存连续时，reshape操作会开辟新的内存，再对tensor进行reshape。
3. 最后，用reshape操作就完事了

expand()和repeat()

expand()

返回当前张量在某维扩展更大后的张量。扩展（expand）张量不会分配新的内存，只是在存在的张量上创建一个新的视图（view），一个大小等于1的维度扩展到更大的尺寸
例子：

import torch
x = torch.tensor([1, 2, 3])
x.expand(2,3)
tensor([[1, 2, 3],
			[1, 2, 3]])

注意 expand（）只能扩展维度为1的维数，维数不为1的部分要保持一致

repeat()

沿着特定的维度重复这个张量，和expand()不同的是，这个函数拷贝张量的数据
例子

import torch

x = torch.tensor([1, 2, 3])
x.repeat(3,2)
tensor([[1, 2, 3, 1, 2, 3],
		[1, 2, 3, 1, 2, 3],
		[1, 2, 3, 1, 2, 3]])

x2 = torch.randn(2, 3, 4)
x2.repeat(2, 1, 3).shape

torch.Tensor([4, 3, 12])

乘法操作

pytorch中的乘法操作有：torch.mm(), torch.bmm(), torch.matmul(), torch.mul(), 运算符，以及torch.einsum()

二维矩阵乘法 torch.mm()

该函数一般只用来计算两个二维矩阵的矩阵乘法，并且不支持broadcast操作。
torch.mm(mat1, mat2, out=None), 其中mat1为(nxm)，mat2为(mxd)，输出维度是(nxd)

三维带batch的矩阵乘法torch.bmm()

该函数的两个输入必须是三维矩阵且第一维相同（表示Batch维度），不支持broadcast操作。

由于神经网络训练一般采用mini-batch，经常输入的三维带batch的矩阵，所以提供torch.bmm(bmat1, bmat2, out=None)，其中bmat1为(bxnxm)，bmat2为(bxmxd)，输出out的维度是(bxnxd)

多维矩阵乘法 torch.matmul()

torch,matmul(input, other, out=None)支持broadcast操作
针对多维数据matmul()乘法，可以认为该matmul()乘法使用两个参数的后两个维度计算，其他的维度都可以认为是batch维度。假设两个输入的维度分别为input->(100x500x99x11)，other->(500x11x99)那么我们可以认为该乘法首先进行后两位矩阵乘法得到(99x11)x(11x99)->(99,99)，然后分析两个参数的batch size分别为(1000x500)和500,可以广播为(1000x500)，因此最终输出的维度是(1000x500x99x99)

矩阵逐元素（Element-wise）乘法torch.mul()

函数torch.mul(mat1, other, out=None)，其中other乘数可以是标量，也可以是任意维度的矩阵，只要满足最终相乘是可以broadcast即可。

两个运算符@和*

1. @：矩阵乘法，自动执行合适的矩阵乘法函数
2. *：elemnet-wise乘法