第四十天打卡

@浙大疏锦行

训练和测试的规范写法

知识点回顾:

1.彩色和灰度图片测试和训练的规范写法:封装在函数中

2.展平操作:除第一个维度batchsize外全部展平

3.dropout操作:训练阶段随机丢弃神经元,测试阶段eval模式关闭dropout

python 复制代码
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
from torch.utils.data import DataLoader, Dataset
from torchvision import transforms, datasets
import matplotlib.pyplot as plt
import warnings
warnings.filterwarnings("ignore")
torch.manual_seed(42)
device = torch.device("cuda"if torch.cuda.is_available() else"cpu")
print(device)
 
python 复制代码
#1预处理
transform = transforms.Compose([
    transforms.ToTensor(),
    transforms.Normalize((0.1307, ), (0.3081,))
]
)
#2加载数据集
train_dataset = datasets.MNIST(
    root="./data",
    train=True,
    download=True,
    transform=transform
)
test_dataset = datasets.MNIST(
    root="./data",
    train=False,
    download=True,
    transform=transform
)
#3创建数据加载器
batch_size = 64
train_loader = torch.utils.data.DataLoader(
    dataset=train_dataset,
    batch_size=batch_size,
    shuffle=True
)
test_loader = torch.utils.data.DataLoader(
    dataset=test_dataset,
    batch_size=batch_size,
    shuffle=False
)
#4定义模型
class MLP(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(MLP, self).__init__()
        self.flatten = nn.Flatten()
        self.fc1 = nn.Linear(28*28, 128)
        self.relu = nn.ReLU()
        self.fc2 = nn.Linear(128, 10)
    
    def forward(self, x):
        x = self.flatten(x)
        x = self.fc1(x)
        x = self.relu(x)
        x = self.fc2(x)
        return x
model = MLP()
model = model.to(device)
 
#定义损失函数和优化器
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)
python 复制代码
#5训练模型(记录每个iteration的loss)
def train(model, train_loader, test_loader, criterion, optimizer, epochs, device):
    model.train() #设置为训练模式
 
    #记录损失
    all_iter_losses = []   #记录所有batch的loss
    iter_indices = [] #记录每个iteration的索引
 
    for epoch in range(epochs):
        running_loss = 0.0 #记录每个epoch的loss
        correct = 0 #记录每个epoch的correct
        total =0 #记录每个epoch的total
 
        for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader):
            data, target = data.to(device), target.to(device)
 
            optimizer.zero_grad()#梯度清零
            output = model(data)
            loss = criterion(output, target)
            loss.backward()
            optimizer.step()
 
            #记录当前iteration的损失
            iter_loss = loss.item()
            all_iter_losses.append(iter_loss)
            iter_indices.append(epoch * len(train_loader) + batch_idx + 1)
 
            #统计准确率和损失
            running_loss += loss.item()
            #`_`来表示我们不关心第一个返回值(即最大值),只关心第二个返回值(即最大值的索引),这个索引就是模型预测的类别。
            _, predicted = torch.max(output.data, 1)
            total += target.size(0)
            correct += predicted.eq(target).sum().item()
 
            #每100个batch打印一次训练状态
            if (batch_idx + 1) % 100 == 0:
                print(f"Epoch:{epoch + 1}/{epochs}|Batch:{batch_idx + 1}/{len(train_loader)}",
                      f"|单batch损失:{iter_loss:.4f}|累计平均损失:{running_loss/(batch_idx + 1):.4f}|")
        
        #测试,打印结果
        epoch_train_loss = running_loss / len(train_loader)
        epoch_train_acc = 100. * correct / total
        epoch_test_loss, epoch_test_acc = test(model, test_loader, criterion,device)
        print(f"Epoch{epoch + 1}/{epochs}完成|训练准确率:{epoch_train_acc:.2f}|测试准确率:{epoch_test_acc:.2f}")
 
    #绘制所有iteration损失函数
    plot_iter_losses(all_iter_losses, iter_indices)
 
    return epoch_test_acc
 
python 复制代码
#6测试模型
def test(model, test_loader, criterion, device):
    model.eval() # 设置为评估模式
    test_loss = 0
    correct = 0
    total = 0
    with torch.no_grad():#测试时关闭梯度计算
        for data, target in test_loader:
            data, target = data.to(device), target.to(device)
            output = model(data)
            test_loss += criterion(output, target).item()
            _, predicted = output.max(1)
            total += target.size(0)
            correct += predicted.eq(target).sum().item()
    avg_loss = test_loss / len(test_loader)
    accuracy = 100. * correct / total
    return avg_loss, accuracy
python 复制代码
#7绘制损失曲线
def plot_iter_losses(losses, indices):
    plt.figure(figsize=(10, 5))
    plt.plot(indices, losses, 'b-', alpha=0.7, label='Iteration Loss')
    plt.xlabel('Iteration(Batch)序号')
    plt.ylabel('Loss')
    plt.title('Iteration Loss Curve')
    plt.legend()
    plt.grid(True)
    plt.tight_layout()
    plt.show()
python 复制代码
#8执行训练和测试(epochs=2 验证结果)
epochs = 2
print("开始训练")
final_accuracy = train(model, train_loader, test_loader, criterion, optimizer, epochs, device)
print(f"训练结束,最终准确率为{final_accuracy:.4f}")    
相关推荐
yLDeveloper9 小时前
从模型评估、梯度难题到科学初始化:一步步解析深度学习的训练问题
深度学习
喵手9 小时前
Python爬虫实战:旅游数据采集实战 - 携程&去哪儿酒店机票价格监控完整方案(附CSV导出 + SQLite持久化存储)!
爬虫·python·爬虫实战·零基础python爬虫教学·采集结果csv导出·旅游数据采集·携程/去哪儿酒店机票价格监控
Coder_Boy_9 小时前
技术让开发更轻松的底层矛盾
java·大数据·数据库·人工智能·深度学习
2501_944934739 小时前
高职大数据技术专业,CDA和Python认证优先考哪个?
大数据·开发语言·python
helloworldandy9 小时前
使用Pandas进行数据分析:从数据清洗到可视化
jvm·数据库·python
2401_836235869 小时前
中安未来SDK15:以AI之眼,解锁企业档案的数字化基因
人工智能·科技·深度学习·ocr·生活
njsgcs10 小时前
llm使用 AgentScope-Tuner 通过 RL 训练 FrozenLake 智能体
人工智能·深度学习
九河云10 小时前
5秒开服,你的应用部署还卡在“加载中”吗?
大数据·人工智能·安全·机器学习·华为云
2的n次方_11 小时前
CANN ascend-transformer-boost 架构解析:融合注意力算子管线、长序列分块策略与图引擎协同机制
深度学习·架构·transformer
人工智能培训11 小时前
具身智能视觉、触觉、力觉、听觉等信息如何实时对齐与融合?
人工智能·深度学习·大模型·transformer·企业数字化转型·具身智能