Python基础及函数解读(深度学习)

一、快捷键

ctrl+r：查找替换

ctrl+alt_L：排版代码

ctrl+/：注释

二、语句

1.加注释

单行注释：

（1）在代码上面加注释： # 后面跟一个空格

（2）在代码后面加注释：和代码相距两个空格， # 后面再跟一个空格

多行注释：按住shift + 点击三次"（英文状态下）

2.with...as...

with as 语句操作上下文管理器（context manager），它能够帮助我们自动分配并且释放资源。

3.pass

是空语句，是为了保持程序结构的完整性，一般用于占位，比如写了一个def函数，但函数内容暂时未填充，可用pass代替，程序会正常运行，在Python2.x版本中pass是必须的，在Python3.x的时候pass可以写或不写

def function():
    pass

三、导入

导入模块有两种常用方法 ：import 语句和 from … import 语句

import XXX：导入模块，后调用此模块的ZZ方法时格式为XXX.ZZ()

from XXX import ZZ：ZZ为模块 XXX里的方法，后调用此模块中的ZZ方法时格式为ZZ()

(1条消息) 坑啊！为什么不建议用 from xxx import *！_菜鸟学Python的博客-优快云博客

1.from __future__ import print_function

该语句是python2的概念，那么python3对于python2就是future了，也就是说，在python2的环境下，超前使用python3的print函数。

2.import numpy as np

利用命令“import numpy as np”将numpy库取别名为“np”

3.from tensorboardX import SummaryWriter

是神经网络中的可视化工具

Pytorch中TensorBoard及torchsummary的使用详解 | w3c笔记 (w3cschool.cn)

4.import os

import os 在python环境下对文件，文件夹执行操作的一个模块

import os.path获取文件的属性

5.import torch.nn.functional as F

包含 torch.nn 库中所有函数

同时包含大量 loss 和 activation function

6.import argparse

(1条消息) argparse.ArgumentParser()用法解析_quantLearner的博客-优快云博客_argparse.argumentparser() 参数

用来设置命令行参数，参数和超参数的区别：

超参数（Hyperparameter） - HuZihu - 博客园 (cnblogs.com)

四、一般函数解读

1.os.path.join

用于路径拼接，注意/的运用

(2条消息) os.path.join()函数用法详解_swan777的博客-优快云博客

import os
path='C:/yyy/yyy_data/'
print(os.path.join(path,'/abc'))
print(os.path.join(path,'abc'))
结果
C:/abc
C:/yyy/yyy_data/abc

2.shutil.rmtree()

递归地删除文件夹以及里面的文件

3.random.randint(start, stop)

返回指定范围内的整数

enumerate() 函数用于将一个可遍历的数据对象(如列表、元组或字符串)组合为一个索引序列，同时列出数据和数据下标，一般用在 for 循环当中。

4.enumerate()

是python的内置函数，，对于一个可迭代的（iterable）/可遍历的对象（如列表、字符串），enumerate将其组成一个索引序列，利用它可以同时获得索引和值，enumerate多用于在for循环中得到计数

(4条消息) python enumerate用法总结_竹聿Simon的博客-优快云博客_enumerate python用法

5.shape（）

是numpy中的函数，可以读取矩阵的长度，shape[0]就是读取矩阵第一维度的长度

import numpy as np
a=np.array([[1,2,3,4],[5,6,7,8]])
print(a.shape[0])
print(a.shape[1])
结果
2
4

6.optimizer.zero_grad()

(8条消息) optimizer.zero_grad()_Wanderer001的博客-优快云博客

五、网络函数解读

1.softplus()激活函数

softplus的数学表达式以及与Relu的函数对比，相当于Relu的平滑

2.forward()

将上一层的输出作为下一层的输入，并计算下一层的输出，一直到运算到输出层为止。

六、torch函数解读

1.torch.tensor()

在PyTorch中，有一个类似于numpy的库，称为Tensor。Tensor自称为神经网络界的numpy，用来存储和变换数据，会将tensor放入GPU中进行加速运算（如果有GPU）。

2.torch.sum()

对输入的tensor数据的某一维度求和，有两种方法，dim=0纵向求和，dim=1横向求和

(1条消息) torch.sum()、np.sum()和sum()简要介绍_np.sum torch.sum_两分先生的博客-优快云博客

import torch
import numpy as np

a = torch.tensor([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
b = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
c = [1, 2, 3, 4, 5, 6]

print(torch.sum(a))
print(torch.sum(a, dim=0))
print(torch.sum(a, dim=1))
print(torch.sum(a, dim=1, keepdim=True))

print(np.sum(b))
print(np.sum(b, axis=0))
print(np.sum(b, axis=1))
print(np.sum(b, axis=1, keepdims=True))

print(sum(c))
print(sum(c, 1))
print(sum(c, 2))

结果
tensor(21)
tensor([5, 7, 9])
tensor([ 6, 15])
tensor([[ 6],
        [15]])
21
[5 7 9]
[ 6 15]
[[ 6]
 [15]]
21
22
23

3.torch.mul(a, b)

矩阵a和b对应位相乘，a和b的维度必须相等，比如a的维度是(1, 2)，b的维度是(1, 2)，返回的仍是(1, 2)的矩阵；

(1条消息) Pytorch矩阵乘法之torch.mul() 、 torch.mm() 及torch.matmul()的区别_irober的博客-优快云博客

a = torch.tensor([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
print(a[:, :])#获取矩阵的全部值
l_x = a[:, :].mul(a[:, :])#矩阵对应位相乘
print(l_x)

结果
tensor([[1, 2, 3],
        [4, 5, 6]])
tensor([[ 1,  4,  9],
        [16, 25, 36]])

4.torch.zeros()

返回一个由标量值0填充的张量

>>> torch.zeros(2, 3)
tensor([[ 0.,  0.,  0.],
        [ 0.,  0.,  0.]])

>>> torch.zeros(5)
tensor([ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.])

5.torch.device()

代表将torch.tensor分配到的设备的对象(简单点说，就是分配到你的CPU还是GPU上,以及哪块GPU上)

6.lambda

函数的简化，可以直接赋给变量并调用

细说Python的lambda函数用法，建议收藏 - 知乎 (zhihu.com)

import torch
c=lambda x,y,z:x*y*z
print(c(2,3,4))
结果
24

7.torch.utils.data.DataLoader（）

将数据加载到模型

(2条消息) PyTorch学习笔记(6)——DataLoader源代码剖析_sooner高的博客-优快云博客_woker_init_fn

数据集定义与加载-使用文档-PaddlePaddle深度学习平台

8.Tensorboard：SummaryWriter类

可以看训练过程中loss的变化。之前用于Tensorflow框架，自Pytorch1.1之后，Pytorch也加了这个功能

writer1=SummaryWriter('runs/exp')#将loss值存储到此路径中

Pytorch深度学习实战教程（四）：必知必会的炼丹法宝 - 知乎 (zhihu.com)

9.torch.optim.SGD()

随机梯度下降算法，parameters为待优化参数的iterable（w和b的迭代），lr为学习率

optim.SGD(pnet.parameters(), lr=opt.lr, momentum=opt.momentum)

(3条消息) torch.optim.SGD()_echo_gou的博客-优快云博客_torch.optim.sgd

10.torch.optim.lr_scheduler

torch.optim.lr_scheduler模块提供了一些根据epoch训练次数来调整学习率（learning rate）的方法。一般情况下我们会设置随着epoch的增大而逐渐减小学习率从而达到更好的训练效果。

常见的调整策略：

史上最全学习率调整策略lr_scheduler - cwpeng - 博客园 (cnblogs.com)

11.torch.nn.functional.normalize

归一化，将某一个维度除以那个维度对应的范数

(4条消息) 【Pytorch】F.normalize计算理解_静静喜欢大白的博客-优快云博客_f.normalize

12.to(device)

将所有最开始读取数据时的tensor变量copy一份到device所指定的GPU上去，之后的运算都在GPU上进行。

(4条消息) Pytorch 学习笔记--to(device)的用法_SAMSTAYREAL的博客-优快云博客_.to(device)

13.torch.nn.MSELoss()

用来计算预测值和真实值的损失函数

import torch
import torch.nn as nn

loss = nn.MSELoss(reduction = 'none')
input = torch.tensor([[-0.1514,  0.0744, -1.5716],
        [-0.3198, -1.2424, -1.4921],
        [ 0.5548,  0.8131,  1.0369]], requires_grad=True)
target = torch.tensor([[0., 1., 0.],
        [0., 1., 1.],
        [0., 0., 0.]])
output = loss(input, target)
print(input)                    #预测值张量
print(target)                    #真实值张量
print(output)                    #损失值张量
结果
tensor([[-0.1514,  0.0744, -1.5716],
        [-0.3198, -1.2424, -1.4921],
        [ 0.5548,  0.8131,  1.0369]], requires_grad=True)
tensor([[0., 1., 0.],
        [0., 1., 1.],
        [0., 0., 0.]])
tensor([[0.0229, 0.8567, 2.4699],
        [0.1023, 5.0284, 6.2106],
        [0.3078, 0.6611, 1.0752]], grad_fn=<MseLossBackward>)

(4条消息) pytorch损失函数nn.L1Loss()_桀骜不驯的山里男人的博客-优快云博客_nn.l1loss