Pytorch:一些常用代码

1、PIL读取图像转成tensor

pil_img = Image.open(img_path)
array = np.asarray(pil_img)
data = t.from_numpy(array)

2、读取路径，得到文件名

1）遍历文件夹，得到想要的文件名 

img_path = self.imgs[index]
# dog->1， cat->0
label = 1 if 'dog' in img_path.split('/')[-1] else 0

imgs = os.listdir(root)
# 所有图片的绝对路径
# 这里不实际加载图片，只是指定路径，当调用__getitem__时才会真正读图片
self.imgs = [os.path.join(root, img) for img in imgs]

    def __init__(self, root, transforms=None, train=True, test=False):
        """
        主要目标： 获取所有图片的地址，并根据训练，验证，测试划分数据
        """
        self.test = test
        imgs = [os.path.join(root, img) for img in os.listdir(root)]

        # test1: data/test1/8973.jpg
        # train: data/train/cat.10004.jpg
        # imgs:['data/test1/8973.jpg', 'data/test1/8974.jpg', 'data/test1/8975.jpg', 'data/test1/8976.jpg']
        if self.test:
            imgs = sorted(imgs, key=lambda x: int(x.split('.')[-2].split('/')[-1]))
        else:
            imgs = sorted(imgs, key=lambda x: int(x.split('.')[-2]))

        imgs_num = len(imgs)

2）另外一个例子：遍历所有文件的名字，随机划分训练集合验证集。

读取换行的文件名，记得去除空格：

Python strip() 方法用于移除字符串头尾指定的字符（默认为空格或换行符）或字符序列。

def main():
    random.seed(0)  # 设置随机种子，保证随机结果可复现
    #所有图片名字格式： 2007_00000027.jpg

    files_path = "./VOCdevkit/VOC2012/Annotations"
    assert os.path.exists(files_path), "path: '{}' does not exist.".format(files_path)

    val_rate = 0.5

    files_name = sorted([file.split(".")[0] for file in os.listdir(files_path)])
    files_num = len(files_name)
    val_index = random.sample(range(0, files_num), k=int(files_num*val_rate))
    train_files = []
    val_files = []
    for index, file_name in enumerate(files_name):
        if index in val_index:
            val_files.append(file_name)
        else:
            train_files.append(file_name)

    try:
        train_f = open("train.txt", "x")
        eval_f = open("val.txt", "x")
        train_f.write("\n".join(train_files))
        eval_f.write("\n".join(val_files))
    except FileExistsError as e:
        print(e)
        exit(1)

3、PyTorch提供了torchvision。

它是一个视觉工具包，提供了很多视觉图像处理的工具，其中transforms模块提供了对PIL Image对象和Tensor对象的常用操作。

对PIL Image的操作包括：

• Scale：调整图片尺寸，长宽比保持不变
• CenterCrop、RandomCrop、RandomResizedCrop： 裁剪图片
• Pad：填充
• ToTensor：将PIL Image对象转成Tensor，会自动将[0, 255]归一化至[0, 1]

对Tensor的操作包括：

• Normalize：标准化，即减均值，除以标准差
• ToPILImage：将Tensor转为PIL Image对象

Compose函数拼接多个操作，如下：

from PIL import Image
import numpy as np
from torchvision import transforms as T

transform = T.Compose([
    T.Resize(224),  # 缩放图片(Image)，保持长宽比不变，最短边为224像素
    T.CenterCrop(224),  # 从图片中间切出224*224的图片
    T.ToTensor(),  # 将图片(Image)转成Tensor，归一化至[0, 1]
    T.Normalize(mean=[.5, .5, .5], std=[.5, .5, .5])  # 标准化至[-1, 1]，规定均值和标准差
])

4、torchvision.io ：read_image

this function allows to read an image and directly load it as a tensor.允许读取图像并将其作为张量直接加载。

from pathlib import Path

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

import torch
import torchvision.transforms as T
from torchvision.io import read_image


plt.rcParams["savefig.bbox"] = 'tight'
torch.manual_seed(1)


def show(imgs):
    fix, axs = plt.subplots(ncols=len(imgs), squeeze=False)
    for i, img in enumerate(imgs):
        img = T.ToPILImage()(img.to('cpu'))
        axs[0, i].imshow(np.asarray(img))
        axs[0, i].set(xticklabels=[], yticklabels=[], xticks=[], yticks=[])

dog1 = read_image(str(Path('assets') / 'dog1.jpg'))
dog2 = read_image(str(Path('assets') / 'dog2.jpg'))
show([dog1, dog2])

5、torchvision.transforms中的图像预处理代码

from torchvision import models, transforms

# 迁移学习，预训练模型
net = models.resnet18(pretrained=True)

# 标准化
normalize = transforms.Normalize(
    mean=[0.485, 0.456, 0.406],
    std=[0.229, 0.224, 0.225]
)

# 数据转换
image_transform = transforms.Compose([
    # 将输入图片resize成统一尺寸
    transforms.Resize([224, 224]),
    # 随机裁剪(随机大小，随机宽高比）并调整至指定大小
    T.RandomReSizedCrop(224),
    # 随机水平翻转
    T.RandomHorizontalFlip(),
    # 将PIL Image或numpy.ndarray转换为tensor，并除255归一化到[0,1]之间
    transforms.ToTensor(),
    # 标准化处理-->转换为标准正太分布，使模型更容易收敛
    normalize
])

6、zip压缩函数使用：

将对象中对应的元素打包成一个个元组，然后返回由这些元组组成的列表。
enumerate() 枚举函数：用于将一个可遍历的数据对象(如列表、元组或字符串)组合为一个索引序列，同时列出数据和数据下标，一般用在 for 循环当中。

# training and plot
for epoch in range(Epoch):
    
    for step, (b_x, b_y) in enumerate(loader):
        for net,opt,l_his in zip(nets,optimizers,losses_his):
            output = net(b_x)
            loss=criterion(output,b_y)
            opt.zero_grad()
            loss.backward()
            opt.step()
            l_his.append(loss.data.numpy())
 
        if step%25 == 1 and epoch%7==0:
            labels = ['SGD', 'Momentum', 'RMSprop', 'Adam','Adagrad']
            for i, l_his in enumerate(losses_his):
                plt.plot(l_his, label=labels[i])
            plt.legend(loc='best')
            plt.xlabel('Steps')
            plt.ylabel('Loss')
            plt.ylim((0, 0.2))
            plt.xlim((0, 200))
            print('epoch: {}/{},steps:{}/{}'.format(epoch+1,Epoch,step*Batch_size,len(loader.dataset)))
            plt.show()
 
 

7、指定范围，随机填充tensor

torch.empty(*size, out=None, dtype=None, layout=torch.strided, device=None, requires_grad=False, pin_memory=False)
根据给定形状和类型,返回一个包含未经初始化数据的张量.

random_(from=0, to=None, *, generator=None) → Tensor
用一个离散均匀分布[from, to - 1]来填充当前自身张量.

import torch
loss = nn.CrossEntropyLoss()
input = torch.randn(3, 5, requires_grad=True)

input
Out[12]: 
tensor([[-0.1153, -1.0817,  2.5642,  0.5169, -0.3778],
        [-1.3685,  1.6164,  1.3879, -0.1657,  0.4537],
        [ 0.6512,  0.2624,  0.5835,  0.1809,  0.8777]], requires_grad=True)
target = torch.empty(3, dtype=torch.long).random_(5)# 指定范围

target
Out[14]: tensor([1, 3, 0])

output = loss(input, target)
output.backward()

output
Out[17]: tensor(2.6730, grad_fn=)

torch.linspace(start, end, steps=100, out=None) → Tensor

返回一个1维张量，包含在区间start和end上均匀间隔的step个点。

输出张量的长度由steps决定。这个有时会用到取plot横坐标。
 

torch.linspace(3, 10, steps=5)
3.0000
4.7500
6.5000
8.2500
10.0000
[torch.FloatTensor of size 5]

8、批量更改文件名、修改图片大小

     由于参考代码训练的是32X32图片，而且图片名字也是标签名+序号，所以我们想要直接用的话，就必须做修改工作。

分为:rename、resize两个步骤。

#coding=utf-8
from PIL import Image
import os
import os.path
import glob
 
def rename(rename_path,outer_path,folderlist):
#列举文件夹
    for folder in folderlist:
        if os.path.basename(folder)=='bus':
            foldnum = 0
        elif os.path.basename(folder)=='taxi':
            foldnum = 1
        elif os.path.basename(folder)=='truck':
            foldnum = 2
        elif os.path.basename(folder)=='family sedan':
            foldnum = 3
        elif os.path.basename(folder)=='minibus':
            foldnum = 4
        elif os.path.basename(folder)=='jeep':
            foldnum = 5
        elif os.path.basename(folder)=='SUV':
            foldnum = 6
        elif os.path.basename(folder)=='heavy truck':
            foldnum = 7
        elif os.path.basename(folder)=='racing car':
            foldnum = 8
        elif os.path.basename(folder)=='fire engine':
            foldnum = 9 	
        inner_path = os.path.join(outer_path, folder) 
        total_num_folder = len(folderlist)       #文件夹的总数
        # print 'total have %d folders' % (total_num_folder)   #打印文件夹的总数
        filelist = os.listdir(inner_path)        #列举图片
        i = 0
        for item in filelist:
            total_num_file = len(filelist)       #单个文件夹内图片的总数
            if item.endswith('.jpg'):
                src = os.path.join(os.path.abspath(inner_path), item)           #原图的地址
                dst = os.path.join(os.path.abspath(rename_path), str(foldnum) + '_' + str(i) + '.jpg')        #新图的地址（这里可以把str(folder) + '_' + str(i) + '.jpg'改成你想改的名称）
            try:
                os.rename(src, dst)
                # print 'converting %s to %s ...' % (src, dst)
                i += 1
            except:
                continue
#训练集
rename_path1 = 'E:/Tensorflow-CNN-VehicleIdentification/renametrain'
outer_path1 = 'E:/Tensorflow-CNN-VehicleIdentification/train'
folderlist1 = os.listdir(r"E:/Tensorflow-CNN-VehicleIdentification/train")
rename(rename_path1,outer_path1,folderlist1)
print("train totally rename ! ! !")
#测试集
rename_path2 = 'E:/Tensorflow-CNN-VehicleIdentification/renametest'
outer_path2 = 'E:/Tensorflow-CNN-VehicleIdentification/val'
folderlist2 = os.listdir(r"E:/Tensorflow-CNN-VehicleIdentification/val")
rename(rename_path2,outer_path2,folderlist2)
print("test totally rename ! ! !")
 
#修改图片尺寸
def convertjpg(jpgfile,outdir,width=32,height=32):
    img=Image.open(jpgfile)
    img=img.convert('RGB')
    img.save(os.path.join(outdir,os.path.basename(jpgfile)))
    new_img=img.resize((width,height),Image.BILINEAR)   
    new_img.save(os.path.join(outdir,os.path.basename(jpgfile)))
#训练集
for jpgfile in glob.glob("E:/Tensorflow-CNN-VehicleIdentification/renametrain/*.jpg"):
    convertjpg(jpgfile,"E:/Tensorflow-CNN-VehicleIdentification/data")
print("train totally resize ! ! !")
#测试集
for jpgfile in glob.glob("E:/Tensorflow-CNN-VehicleIdentification/renametest/*.jpg"):
    convertjpg(jpgfile,"E:/Tensorflow-CNN-VehicleIdentification/test")
 
print("test totally resize ! ! !")

9、查看python包的版本

1.方法一 通过命令行
pip list 或 conda list中有相应的包名和版本号
pip show 包名
pip show numpy
2.方法二
通过程序

import numpy
print(numpy.__version__) 

3. 查看python版本
命令行中输入python
命令行 python --version
（配置好环境变量的前提下）

10、在python的List中使用for循环语句的技巧汇编

参考文章：《在python的List中使用for循环语句的技巧汇编_-派神-的博客-CSDN博客_list for》

1) 简单替换for循环

它的主要语法结构如下：

my_list=[ 表达式 for 循环项 in 循环体 (if 条件) ]

这里表达式可以为循环项，也可以为循环项的函数或者方法，下面我们看给例子：

name = "Donald Trump"
 
#list内的for循环语法,只使用一句代码
my_list = [c for c in name]
 
print(name)
print(my_list)

2)在list内的循环中使用if 条件

names_list = ["Washington", "Trump", "Obama", "bush", "Clinton", "Reagan"]
l1 = [name for name in names_list if name.startswith('W')]
l2 = [name for name in names_list if name.startswith('W') or len(name) < 5]
l3 = [name for name in names_list if len(name) < 5 and name.islower()]
print(l1, l2, l3)

3) 使用更加复杂的表达式

names_list = ["washington", "trump", "obama", "bush", "clinton", "reagan"]
 
#将人名首字母大写
new_names = [name.capitalize() for name in names_list]
 
print(new_names)

这里我们list内的表达式使用了循环项name的方法capitalize(), 我们再看一个例子：

my_list=[ 表达式(if...else 条件) for 循环项 in 循环体 ] 

names_list = ["Washington", "Trump", "Obama", "bush", "Clinton", "Reagan"]
 
#在表达式中使用if条件
new_names = [name if name.startswith('T') else 'Not President' for name in names_list]
 
print(new_names)

之前我们是在for循环的尾部添加if 条件，不过我们也可以在表达式中使用if条件语句。这里需要指出的是表达式内的if条件语句中必须要同时使用else语句，这和之前在for循环尾部添加if条件有所不同，这是因为在表达式内的if语句必须遵循给变量赋值的python语法.

4)尽量使用生成器(Generator)变量来减少内存开销 

在python中定义一个list变量时，一般会给这个list变量立即分配内存,这种在定义变量时立即分配内存的方式会增加系统的内存开销，而一种高效的方法是只在定义变量时并不立即分配实际内存,只在真正使用变量时才会分配内存，这就是我们的Generator变量，在定义Generator变量时只要将原来list的方括号替换成圆括号即可：

#list变量,立即分配实际内存
L1 = [x for x in range(1_000_000)]
 
#Generator变量,不分配实际内存
L2 = (x for x in range(1_000_000))
print(L1.__sizeof__())
print(L2.__sizeof__())

 

#list变量
L1 = [ w for w in range(10)]
for i in L1:
    print(i)
 
#替换为生成器变量
L2 = (w for w in range(10))
for i in L2:
    print(i)

11、Python中文件的open,close,read,write等操作

1）字文本值，可以这样操作。f.readlines()返回的是列表，可以直接用for循环解析 。

f = open('test.txt', 'r')
content = f.readlines() #读取文件中的全部行，按行划分存储到列表中，类型字符串
print(type(content))  #打印读取结果的值类型，用list列表存储
 
i=1  #遍历列表，将读取的内容显示出来，按照原来文件的行划分。
for temp in content:
    print("%d:%s"%(i, temp))
    i+=1
f.close()

参考网址：Python中文件的open,close,read,write等操作_涤生大数据的博客-CSDN博客

读取换行的文件名，记得去除空格：

Python strip() 方法用于移除字符串头尾指定的字符（默认为空格或换行符）或字符序列。

   with open(txt_path) as read:
            xml_list = [os.path.join(self.annotations_root, line.strip() + ".xml")
                        for line in read.readlines() if len(line.strip()) > 0]

2）Python如何读取二进制文件，并解析。

def xshow(filename, nx, nz):
    # 我们需要给定二进制数据的行数列数（nx和ny）来确定图像的形状

    f = open(filename, "rb")
    pic = np.zeros((nx, nz))
    for i in range(nx):
        for j in range(nz):
            data = f.read(4)
            # 使用 struct 模块中的 unpack() 函数将二进制转化为十进制的float32型
            elem, = struct.unpack("f", data)
            pic[i][j] = elem
    f.close()
    return pic

参考文章：

1、使用Python读取二进制文件的实例讲解 - 杰米工坊 更新日期：2022/11/20

2、python怎么读二进制文件 - 知乎 

3、Python读取二进制文件代码方法解析_程序猿中的BUG的博客-CSDN博客

12、python中字符串的join()函数的用法

分隔符，后面可以接- 列表，元组，字符串，字典和集合，它将可迭代的每个元素（如列表，字符串和元组）连接到字符串，并返回连接后的字符串。

str="abcd"
print("_".join(str))

运行结果： 

13、指定数据类型申请list和tupe

这是 Python 3.5 中引入的 Type Annotation，是一种注解，用来提示变量的类型。其中

• var 为要定义的变量；
• type 为该变量期待的类型；
• value 为赋给该变量的值。

a: int = 10
def func(arg: int)

# 第一种
original_image_sizes = torch.jit.annotate(list[tuple[int, int]], [])
a = [1,2]
b = [3,4]
original_image_sizes.append((a,b))

# 第二种
original:list[tuple[int, int]] = []
original.append((a,b))

14、Pycharm的Python Console终端清除命令

Pycharm的Python Console 清除单个变量命令：

del 变量名称

Pycharm的Python Console 清除所有变量命令：

reset -f

Pycharm的Python Console 清屏：

右击鼠标，选择clear。

15、torch.as_tensor()、torch.Tensor() 、 torch.tensor() 、transforms.ToTensor()的区别

详细情况参考我这篇文章《torch.as_tensor()、torch.Tensor() 、 torch.tensor() 、transforms.ToTensor()的区别_三世的博客-CSDN博客》

1）torch.as_tensor(data, dtype=None,device=None)->Tensor : 为data生成tensor，浅拷贝。

如果data已经是tensor或ndarray，且dtype和device与参数相同，则生成的tensor会和data共享内存（浅拷贝）。

#1)数据类型和device相同，浅拷贝，共享内存
import numpy
a = numpy.array([1, 2, 3])
t = torch.as_tensor(a)
t[0] = -1

2) torch.tensor() 是一个通过深拷贝数据，构造一个新张量的函数：

torch.tensor(data, *, dtype=None, device=None, requires_grad=False, pin_memory=False) →Tensor

重点是data的数据类型can be a list, tuple, NumPy ndarray, scalar, and other types，就没waring。
但data是tensor类型，使用torch.tensor(data)就会报waring

#没警告：data can be a list, tuple, NumPy ndarray, scalar, and other types
import torch
import numpy
a =  numpy.array([1, 2, 3])
t = torch.tensor(a) 
b = [1,2,3]
t= torch.tensor(b)
c = (1,2,3)
t= torch.tensor(c)

#data是tensor类型，有警告 

#data是tensor类型，有警告
import torch
import numpy

d = torch.tensor([[1,2,3],[1,2,3]])
t= torch.tensor(d) #能深拷贝，但会报warning，建议用t = a.clone().detach()
# detach是内存共享的，而clone()是不内存共享的。
print(d.shape,d.dtype,t.shape,t.dtype)
# torch.Size([2, 3]) torch.int64 torch.Size([2, 3]) torch.int64

 3）torch.Tensor() 是默认张量类型 (torch.FloatTensor()) 的别名。也就是说，torch.Tensor() 的作用实际上跟 torch.FloatTensor() 一样。

4)transforms.ToTensor()

ToTensor()将shape为(H, W, C)的nump.ndarray或img转为shape为(C, H, W)的tensor，其将每一个数值归一化到[0,1]，其归一化方法比较简单。
在transforms.Compose([transforms.ToTensor()])中加入transforms.Normalize()，如上面代码所示：则其作用就是先将输入归一化到(0,1)，再使用公式"(x-mean)/std"，将每个元素分布到(-1,1)。

16、Python 列表list详解（超详细）

参考这篇文章《Python 列表list详解（超详细）_LeoATLiang的博客-CSDN博客_python的list》

17、python学习--DataFrame，可以分组统计 groupby

参考这篇文章《python学习--DataFrame_悠闲的小鱼Liu的博客-CSDN博客_python dataframe》

18、 Python 更新字典的三种形式（update()）

>>> d = {
... 'title': 'Python Web Site',
... 'url': 'http://www.python.org'
... }
>>> x = [('title', 'Python Language Website')]
>>> d.update(x)
>>> d
{'url': 'http://www.python.org', 'title': 'Python Language Website'}

参考这篇文章《Python 更新字典的三种形式_梦因you而美的博客-CSDN博客_python 字典 更新》

19、Python中Tuple（元组的单引号）

Python 规定，单元素 tuple 要多加一个逗号“,”，这样就避免了歧义。比如t=(1)，被误解为申请了一个int型变量t =1：

>>> t = (1,)
>>> print t
(1,)

参考这篇文章《Python中Tuple（元组）_码上寒山石径斜的博客-CSDN博客_python tuple》

20、Python中的isinstance()函数：

 1）判断一个函数是否是一个已知的类型，多个类型的话，第二个参数用一个元组代替。

a = 2
isinstance(a,int)      # 结果返回 True
isinstance(a,str)      # 结果返回 False
isinstance(a,(str,int,list)) # 是元组中的一个类型 int，结果返回 True

2）与type()函数的区别是:

• isinstance() 会认为子类是一种父类类型，考虑继承关系。
• type() 不会认为子类是一种父类类型，不考虑继承关系。

class A:
    pass
 
class B(A):
    pass
 
isinstance(A(), A)    # returns True
type(A()) == A        # returns True
isinstance(B(), A)    # returns True
type(B()) == A        # returns False

 参考这篇文章《Python中的isinstance()函数_DaYinYi的博客-CSDN博客_python isinstance》

21、python中如何使用None增加数据维度 

import torch
x = torch.randint(4,(1, 4)) # torch.Size([1, 4])
print(x)
# 增加第一维度
a = x[None, :, :] # torch.Size([1, 1, 4])
# 也是增加了第一维度
b = x[None] # torch.Size([1, 1, 4])
# 增加第三维度
c = x[:,:,None] # torch.Size([1, 4, 1])

参考文章：

《Pytorch中用None增加Tensor维度_打呼噜的星.的博客-CSDN博客_pytorch 添加维度》

《python中如何使用None增加数据维度_月下花弄影的博客-CSDN博客》

再举个例子《Fast R-CNN》里的代码：

    def normalize(self, image):
        """标准化处理"""
        dtype, device = image.dtype, image.device
        mean = torch.as_tensor(self.image_mean, dtype=dtype, device=device)
        std = torch.as_tensor(self.image_std, dtype=dtype, device=device)
        # [:, None, None]: shape [3] -> [3, 1, 1]
        return (image - mean[:, None, None]) / std[:, None, None]

写个case验证一下。 

import torch
image = torch.rand((10,3,2))
mean =[0.1]*10
std = [0.5]*10
mean = torch.as_tensor(mean)
std = torch.as_tensor(std)
m = (image-mean[:,None,None]) /std[:,None,None] #image的shape是C*H*W，mean和std只是一个维度，所以要增加两个维度，才能计算。

 22、pytorch之torch.unbind()函数

移除指定维后，返回一个元组，包含了沿着指定维切片后的各个切片。

import torch 
t = torch.rand(3,3) #随机生成一个tensor
print(t)
print(t.shape)
r = torch.unbind(t,dim=0)#dim = 0指定拆除的维度
print(r)
s = torch.unbind(t,dim=1)#dim = 1指定拆除的维度
print(s)

结果： 

 参考文章《pytorch之torch.unbind - 飞猪流 - 博客园》

23、torch.stack()函数

stack 将tensor进行按照指定维度进行堆叠，函数返回的结果会新增一个维度。

dim = 0时，将tensor1和tensor2进行堆叠；
dim = 1时，将tensor1[0]和tensor2[0]进行堆叠；
dim = 2时，将tensor1[0][0]和tensor2[0][0]进行堆叠；

import torch
w = torch.arange(12).reshape(3, 4)
h = -torch.arange(12).reshape(3, 4)
c = torch.stack((w, h), dim=0)
>>>
tensor([[[  0,   1,   2,   3],
         [  4,   5,   6,   7],
         [  8,   9,  10,  11]],

        [[  0,  -1,  -2,  -3],
         [ -4,  -5,  -6,  -7],
         [ -8,  -9, -10, -11]]])
>>> c.shape
>torch.Size([2, 3, 4])
-----------------------------------------------
b = torch.stack((w, h), dim=1)
>>>
tensor([[[  0,   1,   2,   3],
         [  0,  -1,  -2,  -3]],

        [[  4,   5,   6,   7],
         [ -4,  -5,  -6,  -7]],

        [[  8,   9,  10,  11],
         [ -8,  -9, -10, -11]]])
>>>b.shape
>torch.Size([3, 2, 4])
-----------------------------------------------
d = torch.stack((w, h), dim=2)
print(d)
print(d.shape)
>>>
tensor([[[  0,   0],
         [  1,  -1],
         [  2,  -2],
         [  3,  -3]],

        [[  4,  -4],
         [  5,  -5],
         [  6,  -6],
         [  7,  -7]],

        [[  8,  -8],
         [  9,  -9],
         [ 10, -10],
         [ 11, -11]]])
torch.Size([3, 4, 2])

参考文章：

《torch.stack()函数_小娜美要努力努力的博客-CSDN博客_torch.stack() 》

《torch.stack()用法_打呼噜的星.的博客-CSDN博客_torch.stack()》

24、【torch.Tensor.new_full】详解

用新值，填充新建tensor和原先tensor形状一样

import torch
ten = torch.ones((2,), dtype=torch.float64)
new_ten=ten.new_full((3, 4), 3.141592)
print(new_ten.dtype,new_ten.device,new_ten.requires_grad)
print(new_ten)

参考文章《【torch.Tensor.new_full】详解_panbaoran913的博客-CSDN博客_new_full》

 25、zip()可以用for循环并行迭代

1）zip()返回的是zip对象，可以通过list()转换成list查看，也可以通过dict()转换成字典查看

a = ["a","c","e","g"]
b = ["b","d","f","h"]
print("这是一个列表\n",list(zip(a,b))) #转换成列表
print("这是一个字典\n",dict(zip(a,b))) #转换成字典

2）每个迭代器的元素个数不一致，则返回的列表长度与最短的一致。

3）zip()可以用for循环并行迭代

a = [1,2,3,4,5]
b = [5,4,3,2,6]
c = zip(a,b)
for a, b in c:
    print(a,"*",b,"=",a*b)

结果：

4）与 zip 相反，zip(*) 可理解为解压，返回二维矩阵式 

a = [1,2,3,4,5]
b = ["d","b","e","r"]
c = zip(*(zip(a,b)))
print(list(c))

结果：

 参考文章：《Python内置函数zip()的用法 - 小白白学Python - 博客园》

26、torch.copy_()函数进行tensor的复制。

 Tensor.copy_(src, non_blocking=False) → Tensor

定义：Copies the elements from src into self tensor and returns self.

1）若采用直接赋值的方式，原来权重的存储指针会指向新得到的权重张量的存储区域；而使用 .copy_() 的话，仅仅是改变原来权重的值，存储区域则不发生改变。copy_()有利于降低运算。

import torch
x = torch.tensor([[1,2], [3,4], [5,6]])
y = torch.rand((3,2)) # [0,1)之间均匀分布
print(y,id(y))
y = x #赋值操作，导致y的地址指向变了
print(y,id(y))

import torch
x = torch.tensor([[1,2], [3,4], [5,6]])
y = torch.rand((3,2)) # [0,1)之间均匀分布
print(y,id(y))
y.copy_(x) # copy_()操作，y的地址指向没变，只是重新赋值。
print(y,id(y))

2）指定区域拷贝

import torch
x = torch.tensor([[1,2], [3,4], [5,6]])

z = torch.rand((4,2))
z[:x.shape[0],:x.shape[1]].copy_(x) #只拷贝x的大小区域
print(z[:x.shape[0],:x.shape[1]].copy_(x))
print(z)

 参考文章

《【Pytorch 模型训练 Issue】tensor.copy_() 与 直接赋值(=) 对训练耗时的影响 - 知乎》

《torch.copy_()函数介绍_三世的博客-CSDN博客》

27、Python官方的copy操作： 直接赋值、浅拷贝和深度拷贝解析 

• 直接赋值：其实就是对象的引用（别名）。

• 浅拷贝(copy)：拷贝父对象，不会拷贝对象的内部的子对象。

• 深拷贝(deepcopy)： copy 模块的 deepcopy 方法，完全拷贝了父对象及其子对象。

• 列表切片等价于深复制  比如：list1 = [1,2,[3,4]]  list2 = list1[:]

参考文章：

《python 模块 copy 复制详解_ghostwritten的博客-CSDN博客_python copy》

《Python 直接赋值、浅拷贝和深度拷贝解析 | 菜鸟教程》

28、torch.nn.init常用函数总结

1. torch.nn.init.uniform_(tensor, a=0.0, b=1.0)：按均匀分布U ( a , b ) U(a,b)U(a,b)对tensor随机赋值。
2. torch.nn.init.normal_(tensor, mean=0.0, std=1.0) ：按正态分布N ( μ 或 mean , σ 或 std ) N(\mu或mean,\sigma或std)N(μ或mean,σ或std)对tensor随机赋值。
3. torch.nn.init.constant_(tensor, val)：使用常数val对tensor赋值。
   # 使用nn.init.constant_对参数赋值
   nn.init.constant_(self.linear.weight, 0.2)
4. torch.nn.init.ones_(tensor) ：使用常数1对tensor赋值。
5. torch.nn.init.zeros_(tensor)：使用常数0对tensor赋值。
6. torch.nn.init.eye_(tensor) ：使用常数1对tensor的主对角线进行赋值，其余位置为常数0。
7. torch.nn.init.sparse_(tensor, sparsity, std=0.01) ：生成稀疏矩阵。

   sparsity ：每列中需要被设置成零的元素比例，std ：用于生成的正态分布的标准差。

参考文章《torch.nn.init常用函数总结_不牌不改的博客-CSDN博客_torch.nn.init.normal_》

29、pytorch中stack（）函数和cat（）函数的区别

pytorch框架其中stack（）函数和cat（）函数都是将两个输入组合成一个batch.

1）stack函数
二者的区别在于，stack（）函数是将两个输入堆叠起来，维度会增加1。

import torch
x = torch.rand((2,3))
y = torch.rand((2,3))
z = torch.stack((x,y),dim=0)

这样两个堆叠起来的 z 的维度是（2，2，3），相当于在dim=0将二者堆叠起来，第一个数字2就是增加的维度。输出结果：

 2）cat函数
而cat（）函数是将两个输入在现有维度上叠加起来，不改变维度数量。

import torch
x1 = torch.rand((2,3))
y1 = torch.rand((2,3))
z1 = torch.cat((x1,y1),dim=0)

这样两个叠加起来的 z1 的维度是（2，3），相当于在dim=0将二者叠加起来，不改变输入的维度。结果输出：

30、Pytorch的tensor基本操作

1）tensor的创建

2）tensor的索引与切片

3）tensor维度的变换

参考文章《Pytorch的tensor基本操作_Swayzzu的博客-CSDN博客_pytorch tensor》

30、torch.split()用法

torch.split(tensor, split_size_or_sections, dim=0)

 torch.split()作用将tensor分成块结构。

1）split_size_or_sections为int型时

import torch
 
x = torch.rand(4,8,6)
y = torch.split(x,2,dim=0) #按照4这个维度去分，每大块包含2个小块
for i in y :
    print(i.size())
 
output:
torch.Size([2, 8, 6])
torch.Size([2, 8, 6])

  2）split_size_or_sections为list型时。

import torch
 
x = torch.rand(4,8,6)
y = torch.split(x,[2,3,3],dim=1)
for i in y:
    print(i.size())
 
output:
torch.Size([4, 2, 6])
torch.Size([4, 3, 6])
torch.Size([4, 3, 6])

参考文章：《torch.split()_skycrygg的博客-CSDN博客_torch.split》