Pytorch Tensor基本数学运算详解

yipeiwu_com5年前Python基础

1. 加法运算

示例代码:

import torch
 
# 这两个Tensor加减乘除会对b自动进行Broadcasting
a = torch.rand(3, 4)
b = torch.rand(4)
 
c1 = a + b
c2 = torch.add(a, b)
print(c1.shape, c2.shape)
print(torch.all(torch.eq(c1, c2)))

输出结果:

torch.Size([3, 4]) torch.Size([3, 4])
tensor(1, dtype=torch.uint8)

2. 减法运算

示例代码:

a = torch.rand(3, 4)
b = torch.rand(4)
 
c1 = a - b
c2 = torch.sub(a, b)
print(c1.shape, c2.shape)
print(torch.all(torch.eq(c1, c2)))

输出结果:

torch.Size([3, 4]) torch.Size([3, 4])
tensor(1, dtype=torch.uint8)

3. 哈达玛积(element wise,对应元素相乘)

示例代码:

c1 = a * b
c2 = torch.mul(a, b)
print(c1.shape, c2.shape)
print(torch.all(torch.eq(c1, c2)))

输出结果:

torch.Size([3, 4]) torch.Size([3, 4])
tensor(1, dtype=torch.uint8)

4. 除法运算

示例代码:

c1 = a / b
c2 = torch.div(a, b)
print(c1.shape, c2.shape)
print(torch.all(torch.eq(c1, c2)))

输出结果:

torch.Size([3, 4]) torch.Size([3, 4])
tensor(1, dtype=torch.uint8)

5. 矩阵乘法

(1)二维矩阵相乘

二维矩阵乘法运算操作包括torch.mm()、torch.matmul()、@,

示例代码:

import torch
 
a = torch.ones(2, 1)
b = torch.ones(1, 2)
print(torch.mm(a, b).shape)
print(torch.matmul(a, b).shape)
print((a @ b).shape)

输出结果:

torch.Size([2, 2])
torch.Size([2, 2])
torch.Size([2, 2])

(2)多维矩阵相乘

对于高维的Tensor(dim>2),定义其矩阵乘法仅在最后的两个维度上,要求前面的维度必须保持一致,就像矩阵的索引一样并且运算操只有torch.matmul()。

示例代码:

c = torch.rand(4, 3, 28, 64)
d = torch.rand(4, 3, 64, 32)
print(torch.matmul(c, d).shape)

输出结果:

torch.Size([4, 3, 28, 32])

注意,在这种情形下的矩阵相乘,前面的"矩阵索引维度"如果符合Broadcasting机制,也会自动做广播,然后相乘。

示例代码:

c = torch.rand(4, 3, 28, 64)
d = torch.rand(4, 1, 64, 32)
print(torch.matmul(c, d).shape)

输出结果:

torch.Size([4, 3, 28, 32])

6. 幂运算

示例代码:

import torch
 
a = torch.full([2, 2], 3)
 
b = a.pow(2) # 也可以a**2
print(b)

输出结果:

tensor([[9., 9.],
    [9., 9.]])

7. 开方运算

示例代码:

c = b.sqrt() # 也可以a**(0.5)
print(c)
 
d = b.rsqrt() # 平方根的倒数
print(d)

输出结果:

tensor([[3., 3.],
    [3., 3.]])
tensor([[0.3333, 0.3333],
    [0.3333, 0.3333]])

8.指数与对数运算

注意log是以自然对数为底数的,以2为底的用log2,以10为底的用log10

示例代码:

import torch
 
a = torch.exp(torch.ones(2, 2)) # 得到2*2的全是e的Tensor
print(a)
print(torch.log(a)) # 取自然对数

输出结果:

tensor([[2.7183, 2.7183],
    [2.7183, 2.7183]])
tensor([[1., 1.],
    [1., 1.]])

9.近似值运算

示例代码:

import torch
 
a = torch.tensor(3.14)
print(a.floor(), a.ceil(), a.trunc(), a.frac()) # 取下,取上,取整数,取小数
b = torch.tensor(3.49)
c = torch.tensor(3.5)
print(b.round(), c.round()) # 四舍五入

输出结果:

tensor(3.) tensor(4.) tensor(3.) tensor(0.1400)
tensor(3.) tensor(4.)

10. 裁剪运算

即对Tensor中的元素进行范围过滤,不符合条件的可以把它变换到范围内部(边界)上,常用于梯度裁剪(gradient clipping),即在发生梯度离散或者梯度爆炸时对梯度的处理,实际使用时可以查看梯度的(L2范数)模来看看需不需要做处理:w.grad.norm(2)。

示例代码:

import torch
 
grad = torch.rand(2, 3) * 15 # 0~15随机生成
print(grad.max(), grad.min(), grad.median()) # 最大值最小值平均值
 
print(grad)
print(grad.clamp(10)) # 最小是10,小于10的都变成10
print(grad.clamp(3, 10)) # 最小是3,小于3的都变成3;最大是10,大于10的都变成10

输出结果:

tensor(14.7400) tensor(1.8522) tensor(10.5734)
tensor([[ 1.8522, 14.7400, 8.2445],
    [13.5520, 10.5734, 12.9756]])
tensor([[10.0000, 14.7400, 10.0000],
    [13.5520, 10.5734, 12.9756]])
tensor([[ 3.0000, 10.0000, 8.2445],
    [10.0000, 10.0000, 10.0000]])

以上这篇Pytorch Tensor基本数学运算详解就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

Python 的字典(Dict)是如何存储的

Python 的字典(Dict)是如何存储的

前言 Python 的字典有好多个名称("映射"、"哈希"、"散列"或者"关系数组"),那你知道为什么字典会被称为 Hash(翻译为"哈希"或"散列")吗? 你知道为什么字典对于键(K...

python实现Floyd算法

python实现Floyd算法

下面是用Python实现Floyd算法的代码,供大家参考,具体内容如下 # -*- coding: utf-8 -*- """ Created on Thu Jul 13 14...

Python秒算24点实现及原理详解

什么是24点 我们先来约定下老王和他媳妇玩的24点规则:给定4个任意数字(0-9),然后通过+,-,*,/,将这4个数字计算出24。 小时候玩的都是这个规则,长大了才有根号,才有各种莫...

python3使用print打印带颜色的字符串代码实例

一、实现过程 终端的字符颜色是用转义序列控制的,是文本模式下的系统显示功能,和具体的语言无关 转义序列是以ESC开头,即用\033来完成(ESC的ASCII码用十进制表示是27,用八进制...

python3文件复制、延迟文件复制任务的实现方法

python3文件复制、延迟文件复制任务的实现方法

使用python版本3.6.1 工作中测试客户端传输报文速率,写了以下两个脚本。 第一个,简单的复制文件并重命名。 第二个,在循环中增加延时的功能。 使用场景将文件复制并重命名(重...