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torch运算
基本运算
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创建张量:
pythonimport torch # 直接从列表或数组创建张量 x = torch.tensor([1, 2, 3])创建特定值的张量:
python# 全零张量 zeros = torch.zeros(3, 3) # 全一张量 ones = torch.ones(3, 3) # 单位张量（对角线为1，其余为0） eye = torch.eye(3) # 随机张量 rand = torch.rand(3, 3) # 从均值为0，标准差为1的正态分布中抽取的随机张量 randn = torch.randn(3, 3)创建等差数列张量:
python# 从0到10（不包括10）的等差数列，步长为2 arange = torch.arange(0, 10, 2)创建特定间隔的数列张量:
python# 从0到10均匀分布的5个数 linspace = torch.linspace(0, 10, 5) -
加法和减法:
python# 加法 z = x + y # torch.add(x, y) print(z) # 输出: tensor([5, 7, 9]) # 减法 z = x - y # torch.sub(x, y) print(z) # 输出: tensor([-3, -3, -3]) -
乘法和除法:
python# 元素乘法 z = x * y # torch.mul(x, y) print(z) # 输出: tensor([ 4, 10, 18]) # 元素除法 z = x / y # torch.div(x, y) print(z) # 输出: tensor([0.2500, 0.4000, 0.5000]) -
矩阵乘法:
pythona = torch.tensor([[1, 2], [3, 4]]) b = torch.tensor([[5, 6], [7, 8]]) # 矩阵乘法 z = torch.matmul(a, b) # 或者 a @ b print(z) # 输出: tensor([[19, 22], [43, 50]])
形状操作
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改变形状:view()
pythona = torch.tensor([[1, 2, 3], [4, 5, 6]]) # 改变形状 b = a.view(3, 2) print(b) # 输出: # tensor([[1, 2], # [3, 4], # [5, 6]])自动调整size (参数-1)
view中一个参数指定为-1，代表自动调整这个维度上的元素个数，以保证元素的总数不变。
pythonimport torch x1 = torch.arange(0,16) print(x1) #a1: tensor([ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]) ------------------------------------------------------------------------------------------------------ x2 = x1.view(-1, 16) x3 = x1.view(-1, 8) x4 = x1.view(-1, 4) x5 = x1.view(-1, 2) print(x2) print(x3) print(x4) print(x5) x2: tensor([[ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]]) x3: tensor([[ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7], [ 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]]) x4: tensor([[ 0, 1, 2, 3], [ 4, 5, 6, 7], [ 8, 9, 10, 11], [12, 13, 14, 15]]) x5: tensor([[ 0, 1], [ 2, 3], [ 4, 5], [ 6, 7], [ 8, 9], [10, 11], [12, 13], [14, 15]]) -
拼接:
pythonx = torch.tensor([[1, 2], [3, 4]]) y = torch.tensor([[5, 6], [7, 8]]) # 沿着0轴拼接（垂直拼接） z = torch.cat((x, y), dim=0) print(z) # 输出: # tensor([[1, 2], # [3, 4], # [5, 6], # [7, 8]]) # 沿着1轴拼接（水平拼接） z = torch.cat((x, y), dim=1) print(z) # 输出: # tensor([[1, 2, 5, 6], # [3, 4, 7, 8]]) -
切片:
pythona = torch.tensor([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]) # 切片 b = a[:, 1] # 第二列 print(b) # 输出: tensor([2, 5, 8])
数学运算
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求和:sum()
pythonx = torch.tensor([1, 2, 3, 4]) # 求和 sum_x = torch.sum(x) print(sum_x) # 输出: tensor(10) -
均值:mean()
python# 均值 mean_x = torch.mean(x.float()) # 转换为浮点数类型 print(mean_x) # 输出: tensor(2.5000) -
最大值和最小值:max(),min()
python# 最大值 max_x = torch.max(x) print(max_x) # 输出: tensor(4) # 最小值 min_x = torch.min(x) print(min_x) # 输出: tensor(1)
逻辑运算
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比较运算:
pythonx = torch.tensor([1, 2, 3]) y = torch.tensor([2, 2, 2]) # 大于 print(x > y) # 输出: tensor([False, False, True]) # 小于 print(x < y) # 输出: tensor([ True, False, False]) -
逻辑与、或:
pythona = torch.tensor([True, False, True]) b = torch.tensor([False, False, True]) # 逻辑与 c = torch.logical_and(a, b) print(c) # 输出: tensor([False, False, True]) # 逻辑或 c = torch.logical_or(a, b) print(c) # 输出: tensor([ True, False, True])
常见的高级操作
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广播机制:
pythona = torch.tensor([1, 2, 3]) b = torch.tensor([[1], [2], [3]]) # 广播机制 c = a + b print(c) # 输出: # tensor([[2, 3, 4], # [3, 4, 5], # [4, 5, 6]]) -
自动梯度计算:
pythonx = torch.tensor([1.0, 2.0, 3.0], requires_grad=True) # 前向传播 y = x + 2 z = y * y * 2 out = z.mean() # 反向传播 out.backward() print(x.grad) # 输出: tensor([4.6667, 6.0000, 7.3333])
随机数生成
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从标准正态分布中生成随机张量:
pythonrandn_tensor = torch.randn(3, 3) # 生成一个形状为 (3, 3) 的随机张量，服从标准正态分布 print(randn_tensor) #tensor([[ 1.2335, -0.3941, 0.8990], # [ 0.0470, -1.2671, 0.3248], # [-0.4062, -0.6862, 0.1314]]) -
生成随机排列:
pythonrandperm_tensor = torch.randperm(10) # 生成一个从 0 到 9 的随机排列 print(randperm_tensor) #tensor([2, 0, 5, 1, 8, 6, 3, 4, 7, 9]) -
生成等差数列张量:
pythonarange_tensor = torch.arange(0, 10, 2) # 生成从 0 到 10（不包括 10）的等差数列，步长为 2 print(arange_tensor) #tensor([0, 2, 4, 6, 8])