TensorFlow——基本函数

本文详细介绍了TensorFlow中张量的创建方法,包括常数、零、一及随机数张量,以及如何进行类型转换、求极值、均值、求和等操作。此外,还讲解了基本的数学运算,如加、减、乘、除、幂运算,并涵盖了张量切分、梯度计算和数据集构建等高级应用。
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//创建一个张量tf.constant(张量内容,dtype=数据类型(可选))//将numpy转化为tensortf.convert_to_tensor(数据名,dtype=数据类型(可选))

//创建全为零的张量
tf.zeros(维度)
//创建全为一的张量
tf.ones(维度)
//创建全为指定值的张量
tf.fill(维度,指定值)

//生成正态分布随机数
tf.random.normal(维度,mean=均值, stddev=标准差)
//生成截断式正态分布随机数
tf.random.truncated_normal(维度,mean=均值, stddev=标准差)
//生成均匀分布随机数(前开后闭)
tf.random.uniform(维度,minval=min,maxval=max)
常用函数:

//强制类型转换
tf.cast(张量名, stype=数据类型)
//min,max
tf.reduce_min(张量名)
tf.reduce_max(张量名)
//axis 0经度方向 1维度方向 不指定为所有元素
tf.reduce_mean(张量名,axis=操作轴)
tf.reduce_sum(张量名,axis=操作轴)
//返回最大值索引号
tf.argmax(张量名,axis=操作轴)

//标记为可训练
tf.Variable(待训练参数)
基本数学运算(维度相同才可四则运算):

tf.add 加
tf.subtract 减
tf.multiply 乘
tf.divide 除
tf.square 平方
tf.pow 次方
tf.sqrt 开方
tf.matmmul 矩阵乘

//切分第一维度,生成数据集
tf.Dataset.from_tensor_slices((输入特征,标签))

//求张量梯度
with tf.GradientTape() as tape:
若干个计算过程
tf.GradientTape(函数,对谁求导)

i,element in enumerate()//枚举

tf.one_hot(待转换数据,depth=几分类)

tf.nn.softmax(x) //使输出符合概率分布

assign_sub(要自操作内容)//自更新-

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TensorFlow

TensorFlow 是由Google Brain 团队开发的开源机器学习框架,广泛应用于深度学习研究和生产环境。 它提供了一个灵活的平台,用于构建和训练各种机器学习模型

使用TensorFlow构建神经网络的入门教程可从以下几个方面展开: ### 深度学习基础概念 深度学习包含自动特征提取、层次化表示、大规模数据处理等基本概念,了解这些概念有助于理解神经网络的工作原理和优势 [^2]。 ### TensorFlow基本使用 需要掌握TensorFlow基本元素,如张量、计算图和会话。张量是TensorFlow中的基本数据结构,计算图定义了操作之间的依赖关系,会话则用于执行计算图 [^2]。 ### 构建神经网络的主要步骤 结合TensorFlow_PlayGround示例,使用神经网络解决分类问题主要有4个步骤:提取问题中实体的特征向量作为神经网络的输入;定义神经网络结构,并定义如何从神经网路的输入得到输出;通过训练数据来调整神经网络中参数的值;使用神经网络来预测未知的数据 [^3]。 ### 用TensorFlow和Keras构建简单神经网络 #### 主要步骤 包括数据准备、模型构建、编译、训练、评估和预测,还涉及模型保存与加载,即如何保存训练好的模型,并在需要时加载使用 [^2]。 #### 简单例子 以分类MNIST数据集中的手写数字为例,使用Keras(TensorFlow的高级API)构建一个简单的全连接(密集)神经网络。定义一个三层结构,输入层、隐藏层和输出层。输入层为展平的28×28的图像像素输入,隐藏层有128个神经元,输出层有10个神经元,代码如下 [^1][^4]: ```python import tensorflow as tf from tensorflow import keras # 定义一个三层结构,输入层,隐藏层,输出层 model = keras.Sequential([ keras.layers.Flatten(input_shape=(28, 28)), # 图片为28×28格式 keras.layers.Dense(128, activation=tf.nn.relu), # 隐藏层有128个神经元,这个数字是自己定的 keras.layers.Dense(10, activation=tf.nn.softmax) # 10指的输出有10个类别,10个神经元 ]) ``` ### 可选实验室操作 #### 导入第三方库 在开始构建模型前,需要导入必要的第三方库 [^1]。 #### 数据集 选择合适的数据集,如MNIST数据集,并进行数据准备 [^1]。 #### 归一化数据 对数据进行归一化处理,有助于提高模型的训练效果 [^1]。 #### TensorFlow模型 构建TensorFlow模型,定义好模型的结构和参数 [^1]。 #### 预测 使用训练好的模型对未知数据进行预测 [^1]。 #### Epochs and batches 理解训练过程中的Epochs和batches概念,合理设置相关参数 [^1]。 #### 层函数 了解不同层函数的作用和使用方法,如`Flatten`、`Dense`等 [^1][^4]。
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