pytorch实现连续切片,类似于tf.strided_slice()

这篇博客介绍了在PyTorch中如何实现与TensorFlow的tf.strided_slice()类似的功能,用于从数据中连续切片。作者提供了一段代码示例,解释了参数含义,并展示了不同参数设置下的切片结果。

1.背景:

一直使用torch进行开发,torch的友好为开发调试提供了很多方便,但是torch中有些函数没有内置,造成使用的时候必须自己实现,最近就遇到了一个连续切片的问题,问题可以想象我们往Bert中输入的是一个句子对,但是我们还需要第一个句子的表示,因此必须从句子对的表示中取出第一个或者第二个句子的表示,tensorflow中tf.strided_slice()函数有类似的功能,但是我在torch中没有找到类似的函数,因此自己想办法实现了类似功能(如果有大神知道更好的方案请不吝赐教)。

2.解决方案,下面直接上代码:

import torch


# x 表示句子对表示
x = torch.rand((3, 5))
print(x)

# mask是句子1的掩码
mask = [[1, 1, 1, 0],
        [1, 0, 0, 0],
        [1, 1, 0, 0]]
mask = torch.tensor(mask, dtype=torch.long)

# x1是按句子1最大长度截取的表示,可能包含一部分其他信息
x1 = x[:, : mask.size(1)]
print(x1)

# 使用掩码将非句子1对应的表示都变为0
x2 = x1 * mask.float()
print(x2)

函数的参数如下

def strided_slice(input_,
                  begin,
                  end,
                  strides=None,
                  begin_mask=0,
                  end_mask=0,
                  ellipsis_mask=0,
                  new_axis_mask=0,
                  shrink_axis_mask=0,
                  var=None,
                  name=None):

   

具体的理解如下

    input为输入的源数组(数据)
    begin是指的开始的数组下标
    end 是指结束的数组下标
    strides 是指步长

代码实操

input =[
    [[1,1,1],[2,2,2]],
    [[3,3,3],[4,4,4]],
    [[5,5,5],[6,6,6]]
]
r1 = tf.strided_slice(input,[0],[1],[1])
r2 = tf.strided_slice(input,[0],[2],[1])
r3 = tf.strided_slice(input,[0],[2],[2])
with tf.Session() as sess:
    print(sess.run(r1) ## 结果为[[[1,1,1] [2,2,2]]]
    print(sess.run(r2) ##结果为[[[1,1,1] [2,2,2]][[3,3,3],[4,4,4]]
    print(sess.run(r3)) ##结果为[[[1,1,1],[2,2,2]]]

当begin和end只有1位的时候,表示截取最外面的一层

r4 = tf.strided_slice(input,[0,0],[1,1],[1,1])
## 这个表示的就是从最外层截取0到1 就是 [[1,1,1],[2,2,2]] 然后在从里面截取0到1,所以结果是[1,1,1]
r5 = tf.strided_slice(input,[0,0,0],[1,1,1],[1,1,1])
## 这个如下:[[[1,1,1],[2,2,2]]] ⇒ [[[1,1,1]]]==>[[[1]]]

 

当strides大于 end的时候,默认只去begin。当begin>end的时候,取空值
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原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/aofengdaxia/article/details/82863058

<think>好的,我现在需要帮助用户理解强化学习PPO算法中节点命名为“output/strided_slice”的含义。首先,我得回忆一下PPO算法的基本结构,以及常见的神经网络实现方式。用户提到的“output/strided_slice”看起来像是TensorFlow或Keras中的一个操作节点名称。 首先,“strided_slice”在深度学习框架中通常用于张量的切片操作,类似于Python中的切片功能,但可能更复杂一些。例如,可以用来提取张量的特定部分。在PPO算法中,策略网络和价值网络通常共享部分层,但输出不同的结果。这时候可能需要从网络的输出中提取不同的部分,分别用于策略和价值估计。 接下来,我需要考虑用户可能的背景。他们可能在查看某个实现PPO的代码库或模型结构时,遇到了这个节点名称,想知道其具体作用。用户可能对TensorFlow的操作不太熟悉,或者想确认这个操作在PPO中的具体应用场景。 然后,我应该分析“output/strided_slice”可能的结构。假设策略网络的输出包含动作的概率分布和状态的价值估计,两者可能被拼接成一个张量,然后通过切片操作分开。例如,输出的前N个元素是动作概率,后M个元素是价值估计。这时候,“strided_slice”用来分割这两个部分。 另外,需要解释为什么使用拼接和切片,而不是单独的输出层。可能是因为共享网络层的设计,减少计算资源,同时保持梯度流动的一致性。不过,切片操作在这里的作用就是分割共享层的输出,供不同的部分使用。 还需要考虑可能的错误理解。比如,用户可能误以为“strided_slice”有其他高级功能,但实际上是基础的张量操作。因此,需要明确其基本用途,并结合PPO的具体结构进行说明。 最后,总结这个节点在PPO中的作用,可能是将共享网络的输出分割为策略和价值两部分,方便后续计算损失函数和更新参数。同时,给出代码示例或结构图会有助于理解,但由于是文字回复,需要用描述来替代。</think>在强化学习的PPO(Proximal Policy Optimization)算法中,节点命名如 **`output/strided_slice`** 通常出现在神经网络实现(如TensorFlow或PyTorch)的代码或计算图中,其含义与**张量切片操作**直接相关。以下是具体解释: --- ### 1. **节点名称的组成** - **`output`**:表示该节点位于神经网络的输出层附近。 - **`strided_slice`**:这是深度学习框架(如TensorFlow)中的一种**张量切片操作**,功能类似Python的切片语法(如`array[start:end:step]`),但支持更复杂的多维张量操作。 --- ### 2. **在PPO中的典型用途** 在PPO算法的实现中,**`strided_slice`** 常用于从神经网络的输出张量中**提取特定部分**,例如: #### (1) **分割策略(Policy)与价值(Value)输出** - **场景**:PPO的Actor-Critic框架通常使用一个共享主干网络,输出同时包含策略分布(动作概率)和状态价值估计。 - **操作**:通过 `strided_slice` 从合并的输出中分离出策略部分(如动作概率)和价值部分(如状态价值 $V(s)$)。 ```python # 示例:输出张量形状为 [batch_size, n_actions + 1] combined_output = network(input_state) # 假设输出维度为(动作数 + 价值) # 切片提取动作概率(前n_actions维) action_logits = combined_output[:, :n_actions] # 切片提取状态价值(最后1维) value_estimate = combined_output[:, -1] ``` #### (2) **处理多维动作空间** - **场景**:若动作空间包含多个独立维度(如连续动作的均值和方差),需通过切片分别提取。 ```python # 输出张量形状为 [batch_size, 2 * action_dim] # 前action_dim维为均值,后action_dim维为方差 mean = combined_output[:, :action_dim] log_std = combined_output[:, action_dim:] ``` --- ### 3. **为何需要 `strided_slice`?** - **共享网络设计**:PPO常通过共享网络参数同时输出策略和价值,减少计算开销。 - **维度匹配**:将不同功能的输出合并为一个张量后,需通过切片分离以适配后续计算(如KL散度、优势函数估计)。 - **代码可读性**:显式切片操作使网络结构更清晰,便于调试。 --- ### 4. **代码示例(TensorFlow)** ```python import tensorflow as tf # 定义共享网络 inputs = tf.keras.Input(shape=(state_dim,)) x = tf.keras.layers.Dense(64, activation='relu')(inputs) x = tf.keras.layers.Dense(64, activation='relu')(x) # 合并输出策略和价值 combined_output = tf.keras.layers.Dense(n_actions + 1)(x) # 使用strided_slice分割输出 action_logits = tf.strided_slice(combined_output, [0, 0], [-1, n_actions], [1, 1]) value_estimate = tf.strided_slice(combined_output, [0, n_actions], [-1, n_actions+1], [1, 1]) ``` --- ### 5. **注意事项** - **维度对齐**:需确保切片操作的起始/结束索引与张量维度严格匹配。 - **替代方案**:也可用 `tf.split` 或 `torch.chunk` 替代 `strided_slice`,但底层逻辑类似。 - **性能影响**:切片操作本身计算代价低,但需避免不必要的内存复制。 --- ### 总结 在PPO中,**`output/strided_slice`** 的作用是从共享网络的合并输出中,提取策略或价值相关的子张量。这种设计平衡了计算效率与代码可维护性,是Actor-Critic类算法的常见实现技巧。
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