tf.concat & numpy.concatenate

本文介绍了如何使用TensorFlow的tf.concat函数与NumPy的np.concatenate方法进行张量和数组的拼接操作。通过具体示例展示了不同轴向上的拼接效果,并给出拼接后张量形状的变化。

tf.concat

t1 = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
t2 = [[7, 8, 9], [10, 11, 12]]
tf.concat(0, [t1, t2]) ==> [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]
tf.concat(1, [t1, t2]) ==> [[1, 2, 3, 7, 8, 9], [4, 5, 6, 10, 11, 12]]

# tensor t3 with shape [2, 3]
# tensor t4 with shape [2, 3]
tf.shape(tf.concat(0, [t3, t4])) ==> [4, 3]
tf.shape(tf.concat(1, [t3, t4])) ==> [2, 6]

numpy.concatenate

a = np.array([[1, 2], [3, 4]])
b = np.array([[5, 6]])
np.concatenate((a, b), axis=0)
array([[1, 2],
       [3, 4],
       [5, 6]])
np.concatenate((a, b.T), axis=1)
array([[1, 2, 5],
       [3, 4, 6]])
import tensorflow as tf from tensorflow.keras import layers, Model import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.preprocessing import OneHotEncoder from sklearn.model_selection import train_test_split import os # 1. 数据加载预处理 def load_and_preprocess_data(file_path): """加载并预处理双色球历史数据""" try: df = pd.read_csv(file_path,encoding ="gbk") print(f"成功加载数据: {len(df)}条历史记录") # 检查所需列是否存在 required_columns = ['红1', '红2', '红3', '红4', '红5', '红6', '蓝球'] if not all(col in df.columns for col in required_columns): missing = [col for col in required_columns if col not in df.columns] raise ValueError(f"CSV文件中缺少必要列: {missing}") # 提取红球和蓝球数据 red_balls = df[['红1', '红2', '红3', '红4', '红5', '红6']].values.astype('float64') blue_balls = df[['蓝球']].values.astype('float64') # 数据编码 red_encoder = OneHotEncoder(categories=[range(1, 34)], sparse_output=False) blue_encoder = OneHotEncoder(categories=[range(1, 17)], sparse_output=False) # 红球编码 (6个球 * 33个可能值 = 198维) red_encoded = red_encoder.fit_transform(red_balls.reshape(-1, 1)) red_encoded = red_encoded.reshape(-1, 6 * 33) # 蓝球编码 (16维) blue_encoded = blue_encoder.fit_transform(blue_balls) # 合并特征 (198 + 16 = 214维) combined = np.concatenate((red_encoded, blue_encoded), axis=1) # 创建时间序列对 (X=前一期, Y=当前期) X, Y = [], [] for i in range(1, len(combined)): X.append(combined[i-1]) # 上一期 Y.append(combined[i]) # 当前期 X = np.array(X) Y = np.array(Y) # 数据集拆分 X_train, X_test, Y_train, Y_test = train_test_split( X, Y, test_size=0.1, random_state=42, shuffle=False ) print(f"训练集大小: {len(X_train)}, 测试集大小: {len(X_test)}") return X_train, X_test, Y_train, Y_test, red_encoder, blue_encoder except Exception as e: print(f"数据处理错误: {e}") return None, None, None, None, None, None # 2. CGAN模型构建 class CGAN(Model): def __init__(self, latent_dim=100): super(CGAN, self).__init__() self.latent_dim = latent_dim self.generator = self.build_generator() self.discriminator = self.build_discriminator() def build_generator(self): """构建生成器网络""" model = tf.keras.Sequential([ layers.Dense(512, input_dim=self.latent_dim + 214), # 噪声 + 上期数据 layers.LeakyReLU(alpha=0.2), layers.BatchNormalization(), layers.Dense(1024), layers.LeakyReLU(alpha=0.2), layers.BatchNormalization(), layers.Dense(214, activation='sigmoid') # 输出维度=198(红球)+16(蓝球) ]) return model def build_discriminator(self): """构建判别器网络""" model = tf.keras.Sequential([ layers.Dense(1024, input_dim=214*2), # 当前期+上期数据 layers.LeakyReLU(alpha=0.2), layers.Dropout(0.3), layers.Dense(512), layers.LeakyReLU(alpha=0.2), layers.Dropout(0.3), layers.Dense(1, activation='sigmoid') ]) return model def compile(self, g_optimizer, d_optimizer, loss_fn): super(CGAN, self).compile() self.g_optimizer = g_optimizer self.d_optimizer = d_optimizer self.loss_fn = loss_fn def train_step(self, data): # 解包数据 prev_data, real_data = data batch_size = tf.shape(prev_data)[0] noise = tf.random.normal([batch_size, self.latent_dim],dtype=tf.dtypes.float64) with tf.GradientTape() as gen_tape, tf.GradientTape() as disc_tape: # 生成假数据 gen_input = tf.concat([noise, prev_data], axis=1) generated_data = self.generator(gen_input, training=True) # 判别器输入 real_pairs = tf.concat([real_data, prev_data], axis=1) fake_pairs = tf.concat([generated_data, prev_data], axis=1) # 判别器输出 real_output = self.discriminator(real_pairs, training=True) fake_output = self.discriminator(fake_pairs, training=True) # 计算损失 d_real_loss = self.loss_fn(tf.ones_like(real_output), real_output) d_fake_loss = self.loss_fn(tf.zeros_like(fake_output), fake_output) d_loss = (d_real_loss + d_fake_loss) / 2 g_loss = self.loss_fn(tf.ones_like(fake_output), fake_output) # 计算梯度并更新权重 gen_grads = gen_tape.gradient(g_loss, self.generator.trainable_variables) disc_grads = disc_tape.gradient(d_loss, self.discriminator.trainable_variables) self.g_optimizer.apply_gradients(zip(gen_grads, self.generator.trainable_variables)) self.d_optimizer.apply_gradients(zip(disc_grads, self.discriminator.trainable_variables)) return {"d_loss": d_loss, "g_loss": g_loss} # 3. 训练配置执行 def train_gan(X_train, Y_train): """训练CGAN模型""" latent_dim = 128 # 创建模型 gan = CGAN(latent_dim=latent_dim) # 编译模型 gan.compile( g_optimizer=tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.0001, beta_1=0.5), d_optimizer=tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.0001, beta_1=0.5), loss_fn=tf.keras.losses.BinaryCrossentropy() ) # 创建数据集 dataset = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((X_train, Y_train)) dataset = dataset.shuffle(buffer_size=1024).batch(64).prefetch(tf.data.AUTOTUNE) # 检查点回调 checkpoint_path = "cgan_double_color.weights.h5" checkpoint_dir = os.path.dirname(checkpoint_path) cp_callback = tf.keras.callbacks.ModelCheckpoint( filepath=checkpoint_path, save_weights_only=True, save_best_only=True, monitor='g_loss', mode='min' ) # 训练模型 history = gan.fit( dataset, epochs=500, callbacks=[ tf.keras.callbacks.EarlyStopping(monitor='g_loss', patience=20, restore_best_weights=True), tf.keras.callbacks.ReduceLROnPlateau(monitor='g_loss', factor=0.5, patience=10, verbose=1), cp_callback ] ) # 保存完整模型 gan.generator.save('double_color_generator.keras') # 绘制训练过程 plt.figure(figsize=(10, 6)) plt.plot(history.history['d_loss'], label='判别器损失') plt.plot(history.history['g_loss'], label='生成器损失') plt.title('CGAN训练过程') plt.xlabel('训练轮次') plt.ylabel('损失值') plt.legend() plt.grid(True) plt.savefig('training_history.png') plt.close() return gan # 4. 号码预测解码 def predict_next_numbers(model, last_data, red_encoder, blue_encoder, num_predictions=5): """使用训练好的模型预测下一期号码""" predictions = [] for _ in range(num_predictions): # 生成噪声 noise = tf.random.normal([1, model.latent_dim]) # 生成预测 gen_input = tf.concat([noise, last_data], axis=1) pred = model.generator(gen_input, training=False) # 分离红球和蓝球部分 red_pred = pred[0, :198].numpy().reshape(6, 33) blue_pred = pred[0, 198:].numpy() # 解码红球 red_balls = [] for i in range(6): ball = np.argmax(red_pred[i]) + 1 red_balls.append(ball) # 去除重复并排序 red_balls = sorted(set(red_balls)) if len(red_balls) < 6: # 补充缺失号码 all_balls = list(range(1, 34)) missing = [b for b in all_balls if b not in red_balls] red_balls.extend(missing[:6-len(red_balls)]) red_balls = sorted(red_balls[:6]) # 解码蓝球 blue_ball = np.argmax(blue_pred) + 1 predictions.append((red_balls, blue_ball)) last_data = pred # 更新为最新预测结果 return predictions # 5. 主程序 def main(): # 加载数据 file_path = r'D:\worker\lottery_results.csv' X_train, X_test, Y_train, Y_test, red_encoder, blue_encoder = load_and_preprocess_data(file_path) if X_train is None: print("数据加载失败,请检查文件路径和格式") return # 训练模型 print("开始训练CGAN模型...") gan = train_gan(X_train, Y_train) print("模型训练完成") # 使用最新一期数据预测 last_entry = X_test[-1:].astype('float64') # 获取最新一期数据 predictions = predict_next_numbers(gan, last_entry, red_encoder, blue_encoder, num_predictions=5) # 打印预测结果 print("\n双色球预测结果:") for i, (red, blue) in enumerate(predictions, 1): print(f"预测 {i}: 红球: {red}, 蓝球: {blue}") if __name__ == "__main__": # 设置TensorFlow日志级别 os.environ['TF_CPP_MIN_LOG_LEVEL'] = '2' tf.get_logger().setLevel('ERROR') main() 修改上述代码中的TypeError: Tensors in list passed to 'values' of 'ConcatV2' Op have types [float32, float64] that don't all match.
最新发布
07-30
<think>我们正在处理一个TensorFlow的类型错误:在传递给ConcatV2操作的张量列表中,包含了float32和float64两种类型,导致不匹配。 修复方法的核心是确保所有要连接的张量具有相同的数据类型。 步骤: 1. 检查代码中所有传递给tf.concat()的张量(在ConcatV2操作中)的数据类型。 2. 将非float32类型的张量转换为float32(或者统一转换为float64,但通常我们使用float32以减少内存占用并加速计算)。 具体操作: 使用`tf.cast()`函数将张量转换为目标类型。 示例代码: 假设我们有两个张量a和b,其中a是float32,b是float64,我们想要在某个轴(axis)上连接它们。 错误代码: ```python a = tf.constant([1.0, 2.0], dtype=tf.float32) # float32 b = tf.constant([3.0, 4.0], dtype=tf.float64) # float64 result = tf.concat([a, b], axis=0) # 这里会报错,因为类型不同 ``` 修复代码: 将b转换为float32(或者将a转换为float64,但通常转换为float32): ```python a = tf.constant([1.0, 2.0], dtype=tf.float32) b = tf.constant([3.0, 4.0], dtype=tf.float64) b = tf.cast(b, dtype=tf.float32) # 将b转换为float32 result = tf.concat([a, b], axis=0) ``` 或者,在连接之前统一转换: ```python target_dtype = tf.float32 a = tf.cast(a, dtype=target_dtype) if a.dtype != target_dtype else a b = tf.cast(b, dtype=target_dtype) if b.dtype != target_dtype else b result = tf.concat([a, b], axis=0) ``` 注意:在实际代码中,可能不止两个张量,也可能在循环中产生,因此需要确保所有张量类型一致。 另外,如果张量来自不同的操作(例如不同的层输出),请检查产生这些张量的操作,确保它们输出相同的类型。例如,在构建模型时,可能某些层被指定了不同的dtype,需要统一。 如果错误出现在模型内部(如神经网络层之间的连接),则需要在模型构建时检查各层的输出类型。例如,在Keras中,可以通过`layer.output.dtype`来检查。 常见原因: - 使用了不同的初始化方式(如一个张量由tf.ones创建,另一个由np.array创建,而np.array默认可能是float64)。 - 从不同来源(如不同的预处理步骤)得到的数据类型不一致。 因此,在连接之前,最好打印或记录每个张量的dtype,以便找出类型不一致的张量并进行转换。 如果问题出现在一个复杂的模型中(例如NER模型),可能涉及多个层的输出,那么需要逐层检查。例如,在构建模型时,确保所有层的dtype参数一致(通常使用float32)。 另外,在TensorFlow 2.x中,可以使用`tf.debugging.set_log_device_placement(True)`来查看操作在哪个设备上执行,但数据类型问题还是需要检查dtype。 最后,如果错误信息中提到的类型是[bool, float32],那么说明有一个张量是布尔型(bool),另一个是float32。同样,使用`tf.cast`将布尔张量转换为float32(通常将True转换为1.0,False转换为0.0)即可。 例如: ```python bool_tensor = tf.constant([True, False]) float_tensor = tf.constant([1.0, 2.0], dtype=tf.float32) # 转换bool_tensor为float32 bool_tensor = tf.cast(bool_tensor, dtype=tf.float32) result = tf.concat([bool_tensor, float_tensor], axis=0) ``` 总结:修复的关键是统一类型,使用`tf.cast`进行转换。 根据引用[1]中提到的错误类型([bool, float32]),同样适用上述方法。 因此,针对用户的问题(类型为[float32, float64]),我们建议将float64转换为float32(或反之,但通常转换为float32)来解决。 相关问题: 1. 如何在TensorFlow中检查张量的数据类型? 2. TensorFlow中常见的张量数据类型有哪些? 3. 除了tf.concat,还有哪些操作需要张量数据类型一致? 4. 如何避免在TensorFlow中出现类型不匹配的错误?</think>### 解决 TensorFlow 中 ConcatV2 操作的类型不匹配错误 当出现 `TypeError: Tensors in list passed to 'values' of 'ConcatV2' Op have types [float32, float64] that don't all match` 错误时,根本原因是传递给 `tf.concat()` 的张量包含了不同的数据类型(如 float32 和 float64)。以下是完整修复方案: --- ### 解决方法 #### 1. **手动统一数据类型(推荐)** 使用 `tf.cast()` 将所有张量转换为相同类型: ```python import tensorflow as tf # 原始张量(类型不同) tensor1 = tf.constant([1.0, 2.0], dtype=tf.float32) # float32 tensor2 = tf.constant([3.0, 4.0], dtype=tf.float64) # float64 # 统一转换为 float32 tensor2 = tf.cast(tensor2, dtype=tf.float32) # 现在可以安全连接 result = tf.concat([tensor1, tensor2], axis=0) # 输出 dtype: float32 ``` #### 2. **自动类型推断(适用于简单场景)** 让 TensorFlow 自动选择兼容类型: ```python # 通过 tf.identity 触发自动类型提升 tensor1 = tf.identity(tf.constant([1.0, 2.0], dtype=tf.float32)) tensor2 = tf.identity(tf.constant([3.0, 4.0], dtype=tf.float64)) result = tf.concat([tensor1, tensor2], axis=0) # 输出 dtype: float64(可能不理想) ``` #### 3. **检查并修正数据来源** 常见错误来源: - **NumPy 数组混合**:NumPy 默认使用 float64 ```python import numpy as np # 错误:np.array 默认生成 float64 numpy_array = np.array([3.0, 4.0]) tensor2 = tf.convert_to_tensor(numpy_array) # dtype=float64 # 修复:显式指定类型 tensor2 = tf.convert_to_tensor(numpy_array, dtype=tf.float32) ``` - **模型层输出不一致**:检查各层的 `dtype` 参数 ```python # 在模型构建时统一 dtype model = tf.keras.Sequential([ tf.keras.layers.Dense(64, dtype='float32'), # 显式指定 # 其他层... ]) ``` #### 4. **批量转换技巧** 当有多个张量时: ```python tensors = [tensor1, tensor2, tensor3] # 混合类型列表 target_dtype = tf.float32 # 目标类型 # 批量转换 tensors = [tf.cast(t, target_dtype) for t in tensors] result = tf.concat(tensors, axis=0) ``` --- ### 关键预防措施 1. **显式指定类型**:创建张量时始终用 `dtype=` 参数 2. **调试工具**: ```python print(tensor1.dtype) # 检查类型: 输出 <dtype: 'float32'> tf.debugging.assert_type(tensor, tf.float32) # 类型断言 ``` 3. **输入管道检查**:确保数据预处理输出统一类型 > 此错误本质上是类型系统的一致性要求。TensorFlow 操作要求输入张量具有相同的数据类型,因为类型差异会导致硬件计算单元(如 GPU)无法高效处理混合精度数据[^1]。 ---
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