PyTorch学习笔记（二）——torch.nn解析

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本文通过逐步添加PyTorch的模块，如torch.nn和torch.optim，展示了如何从手动搭建神经网络过渡到使用高级API的过程。通过重构代码，提高了模型训练的效率和代码的简洁性。

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PyTorch提供了方便漂亮的类和模块，来帮助我们创建和训练神经网络，例如 torch.nn, torch.optim 等。
为了更好地理解这些模块的功能和原理，我们在手动搭建的神经网络上，逐步添加这些模块，以显示每部分模块的功能，以及每部分是如何让代码更加灵活简洁的。

1、手动搭建神经网络

使用MNIST数据集，该数据集共有50000个图片，每一图片大小为2828，储存在长度为2828=784的扁平行。

#定义权重和偏执值,需要requires_grad=True，以便自动计算梯度，完成反馈
weights = torch.randn(784, 10，requires_grad=True)
bias = torch.zeros(10, requires_grad=True)

#定义激活函数
def log_softmax(x):
    return x - x.exp().sum(-1).log().unsqueeze(-1)
    
#定义神经网络运算过程，其中@表示点乘
def model(xb):
    return log_softmax(xb @ weights + bias)

#定义代价函数
def nll(input, target):
    return -input[range(target.shape[0]), target].mean()
loss_func = nll

#验证结果的准确性
def accuracy(out, yb):
    preds = torch.argmax(out, dim=1)
    return (preds == yb).float().mean()

#获取一批数据，验证预测的结果：
bs = 64                  # batch size
xb = x_train[0:bs]       # a mini-batch from x
yb = y_train[0:bs]
preds = model(xb)        # predictions
print(preds[0], preds.shape)
print(loss_func(preds, yb))
print(accuracy(preds, yb))
输出：
tensor([-1.7022, -3.0342, -2.4138, -2.6452, -2.7764, -2.0892, -