keras中关于输入尺寸、LSTM的stateful问题

补充：return_sequence,return_state都是针对一个时间切片（步长）内的h和c状态，而stateful是针对不同的batch之间的。多层LSTM需要设置return_sequence = True,后面再设置return_sequence=False.
最近在学习使用keras搭建LSTM的时候，遇到了一些不明白的地方。有些搞懂了，有些还没有搞懂。现在记下来，因为很快就会忘记!-_-!。

具体的LSTM的原理，我这里不赘述了。给一些很好的参考链接。
LSTM公认圣经,中文翻译版

1. 输入数据维度

我们知道RNN、LSTM适应于时序数据。我们需要按照构造一定的输入数据形式sequence。
实际上来讲，就相当于一个滑动窗口，不断的向前滑动。一个窗口就成了一个样本batch。
后续有时间，我画个图！
在keras中，RNN、LSTM的输入分为两种：

keras官方文档

1）stateless，无状态设置。
输入为input_shape=(time_steps,input_dim)，其中time_steps就是每段sequence的长度，input_dim就是输入数据的维度（特征个数）
2）stateful=True，有设置状态。
输入为batch_input_shape=(batch_size,time_steps,input_dim)，其中batch_size就是批量，每批训练的个数。

2. 输入/输出数据尺寸

那如何设置输入数据sequence的长度，和输出的长度呢？这两个长度对于预测的准确性是有影响的。
主要结合数据的周期特性，以及预测任务的需求。具体内容，我还在研究，后续补充。
有些文章建议使用贝叶斯优化的方式，确定输入、输出的长度。实际上就是参数搜索的方式了。

3. stateful的设置

RNN/LSTM有个states的状态可以设置，具体states的原理，请参数最开始的LSTM原理链接。
stateful分为stateless和stateful=True。
1）stateless

• 无状态设置，即在LSTM训练时候，每个批次batch之间，是没有联系的。
• 在model.fit()拟合的时候，keras默认把数据打乱shuffle，并且每次batch，都会重置states。

2）stateful=True

• 有状态设置，即在LSTM训练时候，按照batch_size大小，Xi+b的数据的初始状态，会受到Xi的影响。i+b就是数据的批次，b代表batch_size的大小。也就是每个批次之间，是有联系的。
• 在输出尺寸部分，需要输出batch_size，即batch_input_shape=(batch_size,time_steps,input_dim)
• 在model.fit()拟合的时候，需要设置shuffle=False。

4. 参考链接

keras中stateful的圣经
keras中stateful的示例
keras中LSTM的stateful中文解释及代码

有些地方写的不清楚，欢迎讨论。另外这个，需要有点LSTM和keras基础，才能理解。