关于用nn.Parameter自建模型问题

本文讨论了在使用PyTorch开发自定义模型时遇到的问题,包括参数绑定、设备迁移和性能差距。作者分享了如何处理参数转换、使用ModuleList和ModuleDict,以及发现官方库在某些情况下性能更优的原因,可能涉及到并行化和资源管理问题。
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这篇文章用于记录学习遇到的bug,以便后续查看。细节描述不够详尽,若遇到相似的问题,可以在评论区交流。

如何用公式创建自己的模型

让自定义类继承自nn. Module,在init中直接创建nn. Parameter类成员变量,就会自动绑定到model. parameters中,可以通过调用parameters方法查看。
在绑定的时候我遇到两个问题:

  1. 参数不能to(device),不然会绑定不上,而且模型在to gpu的时候参数自然会转到上面,但是子模块有没有to(device)没有影响(平时写Linear也不会在定义模块后面加上一句to(device)吧)
  2. 如果是把参数定义成list,或者dict,默认是不会绑定到模型中的,需要把类型改成nn. ParamList或ParamDict
  3. 如果是把子模块(或者叫层)定义成list,需要使用ModuleList和ModuleDict
    注:2,3两种情况多见于模块本身支持multiple layers
    修改了以上的问题,梯度正常下降了!

发现效果不如官方库好

我正在做的两个模型,DCSN和LSTM,我都直接用代码实现了其功能,发现他们在cpu上的运行效率比官方提供的nn. LSTM慢了很多,有人解释说是nn. LSTM底层使用了c/c++代码,所以效率会更高。
但是我的模型在gpu下比cpu还慢,但官方库没有这个问题,我认为是我的并行化做得不好,而且在一些不必要的地方切换gpu与cpu会损耗时间。

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<think>好的,我现在需要回答用户关于PyTorch中nn.Parameternn.parameter问题。首先,我需要确认用户的问题是否存在拼写错误,因为第二个提到的nn.parameter可能应该是nn.Parameter。接下来,我需要回忆和整理这两个概念的相关知识。 首先,nn.Parameter是PyTorch中的一个类,用于将张量包装为模型参数,这样在训练过程中可以自动进行梯度更新。而用户提到的nn.parameter可能是一个笔误,因为在PyTorch中并没有这个名称的模块或者类。正确的应该是nn.Parameter。 接下来,我需要详细解释nn.Parameter的作用、使用方法以及它在模型训练中的重要性。同时,可能需要对比普通张量和Parameter的区别,说明为什么需要这个类。例如,当定义一个自定义层时,使用nn.Parameter可以让PyTorch知道这些张量是需要被优化的参数,从而在调用model.parameters()时包含它们,优化器会更新它们的值。 另外,需要举一个简单的例子来说明如何使用nn.Parameter,比如在自定义模块中初始化权重和偏置。同时,要提到Parameter的自动梯度计算功能,即requires_grad默认为True,而普通张量需要显式设置。 还要注意区分nn.Parameter和torch.Tensor,说明Parameter是Tensor的子类,但增加了自动注册到模块参数列表中的特性。此外,可能还需要提到ParameterList和ParameterDict这些容器,用于管理多个参数。 最后,检查是否有遗漏的信息,比如如何在模型中使用Parameter,或者常见的错误场景,比如忘记使用nn.Parameter导致参数不被优化器识别。确保解释清晰,结构合理,帮助用户彻底理解这两个概念。</think>在 PyTorch 中,`nn.Parameter` 是一个非常重要的类,而 `nn.parameter` 可能是笔误(实际不存在)。以下是详细说明: --- ### **1. nn.Parameter 的作用** `nn.Parameter` 是 PyTorch 中用于**将张量标记为模型参数**的类。它的核心功能是: - **自动注册到模块参数列表**中(可通过 `model.parameters()` 获取) - **自动梯度计算**(`requires_grad=True` 默认生效) - **优化器可识别**(会被优化器自动追踪并更新) --- ### **2. 基本用法** ```python import torch.nn as nn class MyLayer(nn.Module): def __init__(self): super().__init__() # 定义可训练参数 self.weight = nn.Parameter(torch.randn(3, 5)) # 会被自动注册为参数 self.bias = nn.Parameter(torch.zeros(5)) # 同样会被注册 def forward(self, x): return x @ self.weight + self.bias ``` --- ### **3. 与普通张量的区别** | 特性 | `nn.Parameter` | 普通 `torch.Tensor` | |---------------------|--------------------------------|-------------------------------| | 是否被 `model.parameters()` 包含 | ✅ 是 | ❌ 否(除非手动注册) | | `requires_grad` 默认值 | True | False(需要显式设置) | | 用途 | 存储需要学习的模型参数 | 存储中间计算结果或固定值 | --- ### **4. 常见错误场景** 如果忘记使用 `nn.Parameter`,参数将**不会被优化器更新**: ```python # 错误示例 ❌ self.weight = torch.randn(3, 5) # 普通张量不会被注册为参数 print(list(model.parameters())) # 输出为空列表,导致无法训练 ``` --- ### **5. 高级用法** - **参数容器**: ```python # 管理多个参数 self.params = nn.ParameterList([nn.Parameter(torch.randn(10)) for _ in range(5)]) ``` - **参数字典**: ```python self.params_dict = nn.ParameterDict({ 'w1': nn.Parameter(torch.randn(2,2)), 'b1': nn.Parameter(torch.zeros(2)) }) ``` --- ### **6. 底层原理** `nn.Parameter` 是 `torch.Tensor` 的子类。当模块被实例化时,所有 `nn.Parameter` 属性会被自动添加到模块的 `_parameters` 字典中,这是优化器能自动识别参数的机制。 --- ### **总结** - ✅ 用 `nn.Parameter` 包装所有需要学习的参数 - ✅ 自动梯度计算 + 优化器自动识别 - ❌ 避免直接使用普通张量作为可训练参数 - 💡 自定义参数管理时可配合 `nn.ParameterList` 或 `nn.ParameterDict` 使用
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