PyTorch深度学习实践L5——用Pytorch实现线性回归

1、Module实现了魔法函数__call__(),call()里面有一条语句是要调用forward()。因此新写的类中需要重写forward()覆盖掉父类中的forward()

2、call函数的另一个作用是可以直接在对象后面加(),例如实例化的model对象,和实例化的linear对象

3、本算法的forward体现是通过以下语句实现的:

y_pred = model(x_data)

由于魔法函数call的实现,model(x_data)将会调用model.forward(x_data)函数,model.forward(x_data)函数中的self.linear(x)也由于魔法函数call的实现将会调用torch.nn.Linear类中的forward,至此完成封装。
也就是说forward最终是在torch.nn.Linear类中实现的,具体怎么实现,可以不用关心,大概就是y= wx + b。

关于魔法函数call在PyTorch中的应用的进一步解释:

pytorch 之 call, init,forward
pytorch中nn.Module中__call__的进一步解释

4、本算法的反向传播,计算梯度是通过以下语句实现的:

loss.backward() # 反向传播,计算梯度

5、本算法的参数(w,b)更新,是通过以下语句实现的:

optimizer.step() # update 参数,即更新w和b的值

6、 每一次epoch的训练过程,总结就是

①前向传播,求y hat (输入的预测值)

②根据y_hat和y_label(y_data)计算loss

③反向传播 backward (计算梯度)

④根据梯度,更新参数

7、本实例是批量数据处理,小伙伴们不要被optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr = 0.01)误导了,以为见了SGD就是随机梯度下降。要看传进来的数据是单个的还是批量的。这里的x_data是3个数据,是一个batch,调用的PyTorch API是 torch.optim.SGD,但这里的SGD不是随机梯度下降,而是批量梯度下降。也就是说,梯度下降算法使用的是随机梯度下降,还是批量梯度下降,还是mini-batch梯度下降,用的API都是 torch.optim.SGD。

8、torch.nn.MSELoss也跟torch.nn.Module有关,参与计算图的构建,torch.optim.SGD与torch.nn.Module无关,不参与构建计算图。

import torch
import matplotlib.pyplot as plt
# prepare dataset
# x,y是矩阵,3行1列 也就是说总共有3个数据,每个数据只有1个特征
x_data = torch.tensor([[1.0], [2.0], [3.0]])
y_data = torch.tensor([[2.0], [4.0], [6.0]])

class LinearModel(torch.nn.Module):
    def __init__(self):
        super(LinearModel, self).__init__()
        # (1,1)是指输入x和输出y的特征维度,这里数据集中的x和y的特征都是1维的
        # 该线性层需要学习的参数是w和b  获取w/b的方式分别是~linear.weight/linear.bias
        self.linear = torch.nn.Linear(1, 1)

    def forward(self, x):
        y_pred = self.linear(x)
        return y_pred


model = LinearModel()

# construct loss and optimizer
# criterion = torch.nn.MSELoss(size_average = False)
criterion = torch.nn.MSELoss(reduction='sum')
optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01)  # model.parameters()自动完成参数的初始化操作,这个地方我可能理解错了

epoch_list=[]
loss_list = []
# training cycle forward, backward, update
for epoch in range(100):
    y_pred = model(x_data)  # forward:predict
    loss = criterion(y_pred, y_data)  # forward: loss
    print(epoch, loss.item())

    optimizer.zero_grad()  # the grad computer by .backward() will be accumulated. so before backward, remember set the grad to zero
    loss.backward()  # backward: autograd,自动计算梯度
    optimizer.step()  # update 参数,即更新w和b的值
    epoch_list.append(epoch)
    loss_list.append(loss.item())

print('w = ', model.linear.weight.item())
print('b = ', model.linear.bias.item())


x_test = torch.tensor([[4.0]])
y_test = model(x_test)
print('y_pred = ', y_test.data)

plt.plot(epoch_list, loss_list)
plt.ylabel('loss')
plt.xlabel('epoch')
plt.title('SGD',loc='center')
plt.show()

9、使用不同线性器的比较:
PyTorch深度学习实践L5——用Pytorch实现线性回归_第1张图片
PyTorch深度学习实践L5——用Pytorch实现线性回归_第2张图片
PyTorch深度学习实践L5——用Pytorch实现线性回归_第3张图片

PyTorch深度学习实践L5——用Pytorch实现线性回归_第4张图片
PyTorch深度学习实践L5——用Pytorch实现线性回归_第5张图片
PyTorch深度学习实践L5——用Pytorch实现线性回归_第6张图片
PyTorch深度学习实践L5——用Pytorch实现线性回归_第7张图片
torch.optim.LBFGS待补充

你可能感兴趣的:(PyTorch,深度学习实践,深度学习,pytorch,线性回归)