【Pytorch学习】Pytorch入门——基本神经网络搭建训练

一个基于Pytorch框架的基础神经网络例子展示

重要的Pytorch学习工具,Pytorch中文文档:https://pytorch-cn.readthedocs.io/zh/latest/

目录

  • 1、案例步骤:
  • 2、代码展示
  • 3、拟合结果展示
  • 4、案例中Pytorch知识点总结

1、案例步骤:

  • 自定义一个一元二次函数的数据集(100个散点)
  • 在数据集上加入噪点
  • 搭建神经网络:继承父类模板、定义隐藏层和输出层、前向传播函数
  • 实例化神经网络
  • 定义优化器和损失函数,准备训练
  • 训练(500批次):计算预测值、计算loss值、优化器梯度归零、反向传递

2、代码展示

import torch
import torch.nn.functional as F
#图形化显示的包
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib; matplotlib.use("TkAgg")
import os; os.environ["KMP_DUPLICATE_LIB_OK"]= "TRUE"

#数据集搭建
x = torch.unsqueeze(torch.linspace(-1,1,100),dim=1)
y = x.pow(2) + 0.2 * torch.rand(x.size())

#可视化数据集
#plt.scatter(x.data.numpy(), y.data.numpy())
#plt.show()

#神经网络的搭建
class Net(torch.nn.Module): #先继承一个类
    def __init__(self, n_feature, n_hidden, n_output):
        super().__init__() #先继承父类,相当于一个模板
        #定义隐藏层
        self.hidden = torch.nn.Linear(n_feature,n_hidden)
        self.predict = torch.nn.Linear(n_hidden,n_output)
    #前向传播函数
    def forward(self,x):
        x = F.relu(self.hidden(x))
        x = self.predict(x)
        return x

#实例化网络
net = Net(1,10,1)
#print(net) #打印网络

#定义优化器
optimizer = torch.optim.SGD(net.parameters(),lr=0.2)
loss_func = torch.nn.MSELoss()
#print(net.parameters())

#训练(500批次)
for t in range(500):
    prediction = net.forward(x)
    loss = loss_func(prediction,y)
    optimizer.zero_grad()#优化器梯度归零
    loss.backward()#反向传递
    optimizer.step()
    if t&5 == 0:
        plt.cla()
        plt.scatter(x.data.numpy(), y.data.numpy())
        plt.plot(x.data.numpy(), prediction.data.numpy(),'r-' ,lw=5)#对线绘制的要求
        print('loss: ', float(loss.data))
        plt.pause(0.1)

plt.ioff()
plt.show()

3、拟合结果展示

【Pytorch学习】Pytorch入门——基本神经网络搭建训练_第1张图片

4、案例中Pytorch知识点总结

(1)张量的概念:张量(tensor)是一种特殊的数据结构,与数组和矩阵非常相似。在pytorch中,我们使用张量对模型的输入和输出以及模型的参数进行编码。张量与NumPy的数组很相似,只是它可以在GPU或其他硬件加速器上运行。
【Pytorch学习】Pytorch入门——基本神经网络搭建训练_第2张图片
(2)torch.linspace
【Pytorch学习】Pytorch入门——基本神经网络搭建训练_第3张图片
(3)torch.unsqueeze

  • 返回一个新的张量,对输入的制定位置插入维度 1
    *【Pytorch学习】Pytorch入门——基本神经网络搭建训练_第4张图片
    (4)torch.rand:随机数,给数据集增加噪点
    (5)torch.nn.Module (所有网络的基类,可以理解为网络的模板)
    【Pytorch学习】Pytorch入门——基本神经网络搭建训练_第5张图片
    (6)torch.nn.Linear :线性变换
    【Pytorch学习】Pytorch入门——基本神经网络搭建训练_第6张图片
    (7)torch.optim.SGD :定义优化器
    【Pytorch学习】Pytorch入门——基本神经网络搭建训练_第7张图片
    (8)torch.nn.MSELoss() :定义损失函数(均方差误差函数)
    【Pytorch学习】Pytorch入门——基本神经网络搭建训练_第8张图片

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