生成对抗网络DCGAN+Tensorflow代码学习笔记(三)----ops.py

本文介绍了一个包含多种深度学习组件如卷积层、反卷积层、批处理规范化等的工具包。该工具包还提供了激励函数及线性运算等实用功能。

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ops.py主要定义了一些变量连接的函数、批处理规范化的函数、卷积函数、解卷积函数、激励函数、线性运算函数。

import math
import numpy as np 
import tensorflow as tf
#导入tensorflow.python.framework模块,包含了tensorflow中图、张量等的定义操作
from tensorflow.python.framework import ops

from utils import *

try:
  image_summary = tf.image_summary
  scalar_summary = tf.scalar_summary
  histogram_summary = tf.histogram_summary
  merge_summary = tf.merge_summary
  SummaryWriter = tf.train.SummaryWriter
except:
  image_summary = tf.summary.image
  scalar_summary = tf.summary.scalar
  histogram_summary = tf.summary.histogram
  merge_summary = tf.summary.merge
  SummaryWriter = tf.summary.FileWriter
#连接多个tensor
if "concat_v2" in dir(tf):
  def concat(tensors, axis, *args, **kwargs):
    return tf.concat_v2(tensors, axis, *args, **kwargs)
else:
  def concat(tensors, axis, *args, **kwargs):
    return tf.concat(tensors, axis, *args, **kwargs)
#函数批处理规范化
class batch_norm(object):
  def __init__(self, epsilon=1e-5, momentum = 0.9, name="batch_norm"):
    with tf.variable_scope(name):
      self.epsilon  = epsilon
      self.momentum = momentum
      self.name = name

  def __call__(self, x, train=True):
    return tf.contrib.layers.batch_norm(x,
                      decay=self.momentum, 
                      updates_collections=None,
                      epsilon=self.epsilon,
                      scale=True,
                      is_training=train,
                      scope=self.name)
#定义conv_cond_concat(x,y)函数。连接x,y与Int32型的[x_shapes[0], x_shapes[1], x_shapes[2], y_shapes[3]]维度的张量乘积。
def conv_cond_concat(x, y):
  """Concatenate conditioning vector on feature map axis."""
  x_shapes = x.get_shape()
  y_shapes = y.get_shape()
  return concat([
    x, y*tf.ones([x_shapes[0], x_shapes[1], x_shapes[2], y_shapes[3]])], 3)
#卷积层
def conv2d(input_, output_dim, 
       k_h=5, k_w=5, d_h=2, d_w=2, stddev=0.02,
       name="conv2d"):
  with tf.variable_scope(name):
    w = tf.get_variable('w', [k_h, k_w, input_.get_shape()[-1], output_dim],
              initializer=tf.truncated_normal_initializer(stddev=stddev))
    conv = tf.nn.conv2d(input_, w, strides=[1, d_h, d_w, 1], padding='SAME')

    biases = tf.get_variable('biases', [output_dim], initializer=tf.constant_initializer(0.0))
    conv = tf.reshape(tf.nn.bias_add(conv, biases), conv.get_shape())

    return conv
#反卷积层
def deconv2d(input_, output_shape,
       k_h=5, k_w=5, d_h=2, d_w=2, stddev=0.02,
       name="deconv2d", with_w=False):
  with tf.variable_scope(name):
    # filter : [height, width, output_channels, in_channels]
    w = tf.get_variable('w', [k_h, k_w, output_shape[-1], input_.get_shape()[-1]],
              initializer=tf.random_normal_initializer(stddev=stddev))
    
    try:
      deconv = tf.nn.conv2d_transpose(input_, w, output_shape=output_shape,
                strides=[1, d_h, d_w, 1])

    # Support for verisons of TensorFlow before 0.7.0
    except AttributeError:
      deconv = tf.nn.deconv2d(input_, w, output_shape=output_shape,
                strides=[1, d_h, d_w, 1])

    biases = tf.get_variable('biases', [output_shape[-1]], initializer=tf.constant_initializer(0.0))
    deconv = tf.reshape(tf.nn.bias_add(deconv, biases), deconv.get_shape())

    if with_w:
      return deconv, w, biases
    else:
      return deconv
#定义一个lrelu激励函数
def lrelu(x, leak=0.2, name="lrelu"):
  return tf.maximum(x, leak*x)
#进行线性运算,获取一个随机正态分布矩阵,获取初始偏置值,如果with_w为真,则返回xw+b,权值w和偏置值b;否则返回xw+b。
def linear(input_, output_size, scope=None, stddev=0.02, bias_start=0.0, with_w=False):
  shape = input_.get_shape().as_list()

  with tf.variable_scope(scope or "Linear"):
    matrix = tf.get_variable("Matrix", [shape[1], output_size], tf.float32,
                 tf.random_normal_initializer(stddev=stddev))
    bias = tf.get_variable("bias", [output_size],
      initializer=tf.constant_initializer(bias_start))
    if with_w:
      return tf.matmul(input_, matrix) + bias, matrix, bias
    else:
      return tf.matmul(input_, matrix) + bias


<think>嗯,用户这次的问题是关于如何解析一串由加号和减号组成的字符串作为代码或数据。结合用户提供的引用内容,特别是引用[3]提到的解释器模式描述和引用[4]的类型转换问题,用户可能在尝试构建一个简单的解释器或编码转换器。用户引用的材料涉及字符编码(ASCII)、编译器设计和类型转换,说明用户可能有一定技术背景。ta没有直接提供具体字符串示例,但重点询问"interpret"的方法,表明需要通用解决方案而非针对特定字符串的解析。从历史记录看,用户似乎在进行某种编程语言或编码系统的实验。先前对话涉及快速排序,但当前问题转向了符号解析,可能是新的探索方向。用户特别强调"longstring",暗示实际要处理的符号序列可能很长,需要高效处理方法。我想到个关键点需要解决:首先是符号序列的语义定义(用户未明确),其次是解码规则(二进制/进制等),最后是应用场景(执行指令还是表示数据)。考虑到引用[3]提到的解释器模式,准备将响应重点放在指令解释上,但也会补充数据表示的方案。在具体实现上,基于引用[2]的字符编码原理,考虑建议将±符号转换为ASCII字符或二进制位;而引用[4]的类型转换问题提醒我需要在响应中加入数据类型的转换示例。由于字符串可能很长,应该提供Python迭代处理方案而非直接列出所有可能性。用户没有说明所用语言,但之前快速排序示例用Python,所以延续Python示例更连贯。同时注意到引用[1]的符号处理警告,在代码中会规避有符号整数的问题。最终决定设计成可扩展的框架式回答,方便用户根据实际符号规则调整核心转换函数。</think> 要将长串的±符号序列解释为代码或数据,需根据上下文定义转换规则。以下是常见的实现思路和示例: --- ### **1. 二进制编码解释法** 根据引用[2],字符本质是整数存储(如 ASCII)。可将 ± 映射为二进制位: ```python def decode_binary(symbol_str: str) -> str: # ± 映射为二进制(+ → 1, - → 0) binary_str = ''.join('1' if char == '+' else '0' for char in symbol_str) # 按8位分割(1字节 = 8位) bytes_list = [binary_str[i:i+8] for i in range(0, len(binary_str), 8)] # 转换为ASCII字符(忽略长度不足8位的组) result = ''.join(chr(int(byte, 2)) for byte in bytes_list if len(byte) == 8) return result # 示例:解码 "+++--+-+" → ASCII 字符 symbols = "+++--+-+" print(decode_binary(symbols)) # 输出: 'e'(二进制01100101 → 十进制101 → ASCII 'e') ``` --- ### **2. 自定义指令集解释(参考引用[3][^3])** 定义 ± 序列为简单指令: - `++` → 指针右移 - `--` → 指针左移 - `+-` → 当前单元值+1 - `-+` → 当前单元值-1 ```python def execute_custom_ops(ops: str) -> list: memory = [0] * 10 # 内存空间 ptr = 0 # 内存指针 i = 0 while i < len(ops)-1: cmd = ops[i:i+2] # 读取两个字符作为指令 if cmd == "++" and ptr < 9: ptr += 1 # 指针右移 elif cmd == "--" and ptr > 0: ptr -= 1 # 指针左移 elif cmd == "+-": memory[ptr] += 1 # 值+1 elif cmd == "-+": memory[ptr] -= 1 # 值-1 i += 2 return memory # 示例:执行指令序列 "+-+-++--+-" result = execute_custom_ops("+-+-++--+-") print(result) # 输出: [2, 0, 0, ...](首单元执行两次+1) ``` --- ### **3. 进制编码(扩展思路)** 利用±组合表示进制数(+为1,-为2,空为0): ``` ++- → 1×3² + 1×3¹ + 2×3⁰ = 9 + 3 + 2 = 14 ``` --- ### **关键考量点** 1. **语法规则定义** 需明确符号语义(如±是否成对出现、是否允许空格),参考引用[3][^3]的语言模式定义。 2. **数据边界处理** 二进制编码时需补足8位(不足时补零或舍弃)。 3. **类型转换安全** 若需类型转换,需避免如引用[4][^4]中的非法类型操作。 4. **内存管理** 指令集执行需防范指针越界(如引用[1][^1]符号处理风险)。 --- ### 相关问题 1. 如何处理非标准长度(非8倍数)的±序列编码? 2. 如何设计±符号规则避免语法歧义(参考引用[4][^4])? 3. 能否用±序列实现图灵完备的编程语言? 4. 如何优化长符号串的解码性能(如流式处理)?
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