python hidden features

本文介绍了 Python 中 defaultdict 的使用方法,包括不同版本 Python 的实现方式,并通过一个具体的示例展示了如何使用 defaultdict 来简化字典操作。

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from http://stackoverflow.com/questions/101268/hidden-features-of-python

 

 

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### 图卷积网络 (Graph Convolutional Network, GCN) 的 Python 实现教程 图卷积网络是一种用于处理图形数据的深度学习模型,其核心思想是通过聚合节点及其邻居的信息来更新节点表示[^1]。以下是关于如何使用 Python 和 PyTorch Geometric 库实现 GCN 的详细介绍。 #### 安装依赖库 为了构建和训练 GCN 模型,可以使用 `PyTorch` 和专门针对图结构化数据设计的扩展库 `torch_geometric`。安装这些库可以通过以下命令完成: ```bash pip install torch torchvision torchaudio pip install torch-scatter torch-sparse torch-cluster torch-spline-conv torch-geometric -f https://data.pyg.org/whl/torch-{torch_version}+{cuda_version}.html ``` 注意:上述 `{torch_version}` 和 `{cuda_version}` 需要替换为当前环境中使用的具体版本号[^2]。 #### 数据准备 在实际应用中,通常会加载一个已有的图数据集或者创建自定义图数据。以 Cora 引文网络为例,它是一个常见的基准数据集,可以直接从 `torch_geometric.datasets` 中获取。 ```python from torch_geometric.datasets import Planetoid dataset = Planetoid(root='/tmp/Cora', name='Cora') data = dataset[0] print(data) ``` 这段代码下载并初始化了 Cora 数据集,并打印出该图的主要属性,例如节点数、边数以及标签分布等信息[^3]。 #### 构建 GCN 模型 下面展示了一个简单的两层 GCN 模型的设计方法。每一层都由线性变换和激活函数组成,同时利用邻接矩阵传播消息。 ```python import torch.nn.functional as F from torch_geometric.nn import GCNConv class GCN(torch.nn.Module): def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim): super(GCN, self).__init__() self.conv1 = GCNConv(input_dim, hidden_dim) self.conv2 = GCNConv(hidden_dim, output_dim) def forward(self, data): x, edge_index = data.x, data.edge_index x = self.conv1(x, edge_index) x = F.relu(x) x = F.dropout(x, training=self.training) x = self.conv2(x, edge_index) return F.log_softmax(x, dim=1) ``` 此部分实现了具有两个隐藏层的 GCN 结构,其中第一个卷积操作之后加入了 ReLU 激活函数与 Dropout 正则化技术以防止过拟合现象发生[^4]。 #### 训练过程 最后一步就是设置优化器并对整个网络进行迭代训练直至收敛为止。 ```python device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') model = GCN(dataset.num_features, 16, dataset.num_classes).to(device) data = dataset[0].to(device) optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.01, weight_decay=5e-4) model.train() for epoch in range(200): optimizer.zero_grad() out = model(data) loss = F.nll_loss(out[data.train_mask], data.y[data.train_mask]) loss.backward() optimizer.step() if epoch % 10 == 0: print(f'Epoch {epoch}, Loss: {loss.item()}') ``` 这里采用了 Adam 作为参数更新算法,并设置了适当的学习率和权重衰减系数以便更好地控制梯度下降方向[^5]。 ---
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