Torch7学习(六)——学习神经网络包的用法(4)——利用optim进行训练

本文是Torch7学习系列的最后一部分,重点介绍如何使用optim包进行神经网络的自动优化训练。通过optim.sgd函数,结合学习率、衰减率、权重衰减和动量等配置,实现网络参数的有效更新。

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### 使用 `torch.nn` 和 `optim` 进行模型训练 在 PyTorch 中,构建和训练神经网络涉及多个步骤。通过组合使用 `torch.nn` 和 `torch.optim` 可以高效地完成这一过程。 #### 定义模型结构 利用 `torch.nn.Module` 类创建自定义的神经网络架构。此基类提供了必要的方法用于前向传播和其他操作。对于每一层的操作可以调用来自 `torch.nn` 的组件实现[^2]: ```python import torch from torch import nn, optim class SimpleNN(nn.Module): def __init__(self): super(SimpleNN, self).__init__() # 定义线性变换层 self.fc1 = nn.Linear(784, 500) self.fc2 = nn.Linear(500, 10) def forward(self, x): x = torch.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) return x ``` #### 设置损失函数与优化器 为了使模型能够学习数据中的特征,在初始化阶段还需要指定合适的损失计算方式(Loss Function)。这里可以选择诸如交叉熵这样的分类问题常用损失函数。接着配置一个优化算法实例,例如随机梯度下降法 (SGD),它负责更新权重参数以最小化误差: ```python # 初始化模型对象 model = SimpleNN() # 设定损失函数为交叉熵 criterion = nn.CrossEntropyLoss() # 创建 SGD 优化器并设置初始学习optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01) ``` #### 训练循环 进入实际训练环节时,遍历整个数据集多次(epoch),每次迭代都会调整内部参数使得预测更加接近真实标签值。具体来说就是执行如下几个关键动作——零梯度、正向传递获取输出、基于输出计算当前批次总损失量级、反向传播累积梯度信息最后应用这些变化给各节点上的可变数列: ```python for epoch in range(num_epochs): running_loss = 0.0 for inputs, labels in dataloader: optimizer.zero_grad() # 清除之前的梯度 outputs = model(inputs) # 前向传播得到预测结果 loss = criterion(outputs, labels) # 根据预测结果计算损失 loss.backward() # 后向传播计算梯度 optimizer.step() # 更新参数 running_loss += loss.item() print(f'Epoch {epoch}, Loss: {running_loss/len(dataloader)}') ``` 上述代码展示了如何在一个简单的例子中集成 `torch.nn` 构建网络框架,并借助于 `torch.optim` 实现有效的参数寻优机制来提升性能表现。
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