使用pytorch写神经网络的第一步就是需要准备好数据集,设计模型(用于计算y_hat(y的预测值)),构造损失函数和优化器(使用PyTorch API),写训练周期(前馈(算loss)+反馈(算梯度)+更新(更新权重))
一:准备数据
现在使用mini-batch的方式,X和Y为3x1(可以变,但是x和y要相同)的矩阵形式。
从代码中也可以看出来,x和y都是3x1的矩阵。
二:设计模型(构造计算图)
此处使用了一个仿射模型(在pytorch中叫做线性单元)
在我们设计的例子中,我们需要设置权重w的数值,和偏置量b。
那w和b的形状(几x几的矩阵),是由y_hat和x来共同确定。
之后将y_hat和y放入loss函数中进行计算,得出loss的值(一定是一个标量)。
看下模型设计的代码:
python
#需要继承自module ,因为module中有很多方法我们需要使用
class LinearModel(torch.nn.Module):
def __init__(self): #构造函数 在初始化对象时默认调用的函数
super(LinearModel,self).__init__() #super调用父类的构造
self.linear = torch.nn.Linear(1,1) #构造一个对象 linear Unit中的w和b(linear来自父类,可以自动反向传播)
def forward(self,x): #前馈需要进行的计算 发现没有backword模块,因为Module中自动根据计算图实现backword过程
y_pred = self.linear(x)
return y_pred
model = LinearModel() #实例化 在之后既可以使用model(x)将x传入forword中的x,求得y_pred
其中torch.nn.Linear 的使用方法如下
三:构造loss和optimizer
此处我们使用MSEloss,需要的参事时y_hat和y,就可以求出loss。
代码如下:
python
criterion = torch.nn.MSELoss(size_average=False)
我们使用SGD优化器(不会构建计算图),代码如下
python
optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(),lr=0.01)
四:训练过程
python
for epoch in range(100):
y_pred = model(x_data) #先计算出y_hat
loss = criterion(y_pred,y_data) #再计算出loss
print(epoch,loss.item())
optimizer.zero_grad()#在反馈前将梯度清0
loss.backward()#反馈
optimizer.step()#更新
最后打印一些相关内容
python
# w b
print('w=',model.linear.weight.item())
print('b=',model.linear.weight.item())
#Test Model
x_test = torch.Tensor([[4.0]])
y_test = model(x_test)
print('y_pred=',y_test.data)
发现当range为1000时,已经达到了我们的预期。