python自定义交叉熵损失,再和pytorch api对比

背景

我们知道,交叉熵本质上是两个概率分布之间差异的度量,公式如下

其中概率分布P是基准,我们知道H(P,Q)>=0,那么H(P,Q)越小,说明Q约接近P。

损失函数本质上也是为了度量模型和完美模型的差异,因此可以用交叉熵作为损失函数,公式如下

其中

的部分不过是考虑到每次都是输入一批样本,因此把每个样本的交叉熵求出来以后要再求个平均。

注意,我的代码没有考虑标签是soft embedding的情况,如果遇到标注Y是\[0.1,0.1,0.8,0.1,0.8,0.1,0.1,0.1,0.8],那么你需要把代码再推广一下。

自定义交叉熵损失

python 复制代码
from typing import List
import math

def my_softmax(x:List[List[float]])->List[List[float]]:
    new_x:List[List[float]] = []
    for i in range(len(x)):
        sum:float = 0
        new_x_i = []
        for j in range(len(x[0])):
            sum += math.exp(x[i][j])
        for j in range(len(x[0])):
            new_x_i.append(math.exp(x[i][j])/sum)
        new_x.append(new_x_i)
    return new_x

def my_cross_entropy(x:List[List[float]],y:List[int])->float:
    res:float = 0
    x = my_softmax(x)
    for i in range(len(x)):
        res += -math.log(x[i][y[i]]) # 根号外面的1和底数e省去了
    res /= len(x) # mean
    return res

# 假设有一个简单的三分类问题,批量大小为2
# 预测输出(通常是模型的原始输出,没有经过softmax)
logits = [[1.5, 0.5, -0.5], [1.2, 0.2, 3.0]]
# 0 和 2 分别表示第一个和第三个类别是正确的
targets = [0, 2]
print(my_cross_entropy(logits,targets))

Pytorch交叉熵损失

python 复制代码
import torch
import torch.nn as nn

logits = torch.tensor([[1.5, 0.5, -0.5],
                       [1.2, 0.2, 3.0]])

targets = torch.tensor([0, 2])  

criterion = nn.CrossEntropyLoss()

loss = criterion(logits, targets)

print(loss.item())
相关推荐
小柯南敲键盘3 分钟前
图片翻译API接入与自动化实现指南
运维·python·自动化
旅僧27 分钟前
Q-learning(自用)
python·机器学习
Python大数据分析@1 小时前
曝梁文锋称「一度不想维护C端用户,奈何赶不走」,DeepSeek真不需要C端用户吗?可能会有啥影响吗?
python
不言鹅喻2 小时前
HarmonyOS ArkTS 实战:实现一个校园体育场馆预约应用
pytorch·华为·harmonyos
艾斯特_2 小时前
工作流与多Agent协作:LangGraph、MCP和A2A的应用分层
人工智能·python·ai
IT小盘2 小时前
04-大模型流式输出原理-SSE与Python实现
开发语言·网络·人工智能·python
我叫黑大帅2 小时前
add()和 __add__() 写法哪个更好呢?
后端·python·面试
不如语冰2 小时前
AI大模型入门-Python进阶-上下文管理与with语句
开发语言·数据结构·数据库·人工智能·pytorch·redis·python
柠檬味的Cat2 小时前
GEO优化系统哪个渠道商好
大数据·人工智能·python
青春不败 177-3266-05203 小时前
基于Python实现的深度学习技术在水文水质领域应用
python·深度学习·机器学习·水文水资源·水质模型