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pytorch中.numpy()、.item()、.cpu()、.detach()及.data的使用

Unstoppable~~~ 2023-12-23 原文

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.numpy()

Tensor.numpy()将Tensor转化为ndarray，这里的Tensor可以是标量或者向量（与item()不同）转换前后的dtype不会改变


a = torch.tensor([[1.,2.]])

a_numpy = a.numpy() #[[1., 2.]]

.item()

将一个Tensor变量转换为python标量（int float等）常用于用于深度学习训练时，将loss值转换为标量并加，以及进行分类任务，计算准确值值时需要

        optimizer.zero_grad()
        outputs = model(data)
        loss = F.cross_entropy(outputs, label)
        #计算这一个batch的准确率
        acc = (outputs.argmax(dim=1) == label).sum().cpu().item() / len(labels) #这里也用到了.item()
        loss.backward()
        optimizer.step()
        train_loss += loss.item()   #这里用到了.item()
        train_acc += acc

.cpu()

将数据的处理设备从其他设备（如.cuda()拿到cpu上），不会改变变量类型，转换后仍然是Tensor变量。

.detach()和.data（重点）

.detach()就是返回一个新的tensor，并且这个tensor是从当前的计算图中分离出来的。但是返回的tensor和原来的tensor是共享内存空间的。
举个例子来说明一下detach有什么用。 如果A网络的输出被喂给B网络作为输入， 如果我们希望在梯度反传的时候只更新B中参数的值，而不更新A中的参数值，这时候就可以使用detach()

a = A(input)
a = a.deatch() # 或者a.detach_()进行in_place操作
out = B(a)
loss = criterion(out, labels)
loss.backward()

Tensor.data和Tensor.detach()一样， 都会返回一个新的Tensor， 这个Tensor和原来的Tensor共享内存空间，一个改变，另一个也会随着改变，且都会设置新的Tensor的requires_grad属性为False。这两个方法只取出原来Tensor的tensor数据， 丢弃了grad、grad_fn等额外的信息。

tensor.data是不安全的, 因为 x.data 不能被 autograd 追踪求微分
这是为什么呢？我们对.data进行进一步探究

import torch

a = torch.tensor([4., 5., 6.], requires_grad=True)
print("a", a)
out = a.sigmoid()
print("out", out)
print(out.requires_grad)   #在进行.data前仍为true
result = out.data  #共享变量,同时将requires_grad设置为false
result.zero_()  # 改变c的值，原来的out也会改变
print("result", result)
print("out", out)
out.sum().backward()  # 对原来的out求导，
print(a.grad)  # 不会报错，但是结果却并不正确
'''运行结果为：
a tensor([4., 5., 6.], requires_grad=True)
out tensor([0.9820, 0.9933, 0.9975], grad_fn=<SigmoidBackward0>)
True
result tensor([0., 0., 0.])
out tensor([0., 0., 0.], grad_fn=<SigmoidBackward0>)
tensor([0., 0., 0.])
'''

由于更改分离之后的变量值result,导致原来的张量out的值也跟着改变了，但是这种改变对于autograd是没有察觉的，它依然按照求导规则来求导，导致得出完全错误的导数值却浑然不知。

那么我们继续看看.detach()

可以看到将.data改为.detach()后程序立马报错，阻止了非法的修改，安全性很高

我们需要记住的就是：

  • .data 是一个属性，二.detach()是一个方法；
  • .data 是不安全的，.detach()是安全的。
pytorchdetachspanclasstokenpython深度学习

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