【动手学深度学习】课程笔记 05-07 线性代数、矩阵计算和自动求导

05 线性代数

1. 基础知识补充

向量相关

矩阵相关

简单来说,范数是用来衡量矩阵(张量)大小的值,范数的值有不同的规定。

2. 代码实现

仅记录一些我比较陌生的知识。

张量的克隆

python 复制代码
A = torch.arange(20, dtype=torch.float32).reshape(5, 4)
B = A.clone()  # 通过分配新内存,将A的一个副本分配给B
A, A + B

张量的降维

首先定义一个张量x,指定其元素的数据类型为32位的float:

python 复制代码
x = torch.arange(4, dtype=torch.float32)
x, x.sum()

接着调用求和函数,因为会对张量中的一些维度进行求和,求和后就相当于是降维了,这里的维度用轴axis来表示,0表示行,1表示列,下面是对行和列同时求和:

python 复制代码
A.sum(axis=[0, 1])  # 结果和A.sum()相同

axis = 0按照行,可以理解为把"行"给抹去只剩1行,也就是上下压扁。

axis = 1按照列,可以理解为把"列"给抹去只剩1列,也就是左右压扁。

点积

给定两个向量,它们的点积就是相同位置的元素乘积之和:

python 复制代码
y = torch.ones(4, dtype = torch.float32)
x, y, torch.dot(x, y)

矩阵-向量积、矩阵-矩阵积

矩阵和向量相乘:

python 复制代码
A.shape, x.shape, torch.mv(A, x)

矩阵和矩阵相乘:

python 复制代码
B = torch.ones(4, 3)
torch.mm(A, B)

范数

向量的范数表示一个向量有多大,这里的大小不涉及维度,指的是分量的大小。

常用的L2范数表示向量元素平方和的平方根,其实是将向量输入一个求平方和平方根的函数,就输出这个向量对应的L2范数:

python 复制代码
u = torch.tensor([3.0, -4.0])
torch.norm(u)

这也是唯一一个pytorch中定义的求范数函数,还有一个常用范数叫L1范数,其实就是元素的绝对值之和,它就没有特定的函数来计算了,因为比较好实现:

python 复制代码
torch.abs(u).sum()

前两个是对于向量来说的,矩阵的范数一般用的是Frobenius范数,它和L2范数一样,都是求平方和的平方根:

python 复制代码
torch.norm(torch.ones((4, 9)))
相关推荐
XGeFei8 小时前
【AI应用/Agent智能体搭建平台2】Dify——自部署
人工智能·笔记·学习
hans汉斯8 小时前
《软件工程与应用》期刊推荐&10月版面征稿中
图像处理·人工智能·深度学习·算法·音视频·软件工程
祈禾8 小时前
Redis三大缓存问题与分布式锁
运维·数据库·redis·笔记·分布式·缓存
IT古董12 小时前
【MES学习笔记系列】MES 厂商与产品对比
笔记·学习
wangyue_msn_8612 小时前
Agent知识学习笔记——03 RAG
笔记·学习·ai编程
嘶哈哈哈12 小时前
# 异构十电机机架数学建模:从单电机力矩到受约束控制分配
笔记
呱呱巨基12 小时前
Linux 查找命令
linux·笔记·学习·查找命令
zhangrelay13 小时前
ROS 2 Lyrical 第4章 URDF机器人建模与Gazebo Garden仿真
linux·笔记·学习·ubuntu·机器人·ros2
疯狂打码的少年14 小时前
【数据结构】串的模式匹配:KMP算法(重点)
数据结构·笔记·算法
一米阳光866114 小时前
软考(中级)软件设计师核心笔记(8)数据结构——线性结构、数组、矩阵
数据结构·笔记·职场发展·软考·软件设计师·中级职称