怎么在PyTorch中使用Tensor进行数据统计

本篇文章为大家展示了怎么在PyTorch中使用Tensor进行数据统计，内容简明扼要并且容易理解，绝对能使你眼前一亮，通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。

张量范数：torch.norm(input, p=2) → float

返回输入张量 input 的 p 范数

举个例子：

>>> import torch
>>> a = torch.full([8], 1)
>>> b = a.view(2, 4)
>>> c = a.view(2, 2, 2)
>>> a.norm(1), b.norm(1), c.norm(1)	# 求 1- 范数
(tensor(8.), tensor(8.), tensor(8.))
>>> a.norm(2), b.norm(2), c.norm(2)	# 求 2- 范数
(tensor(2.8284), tensor(2.8284), tensor(2.8284))
>>> a.norm(3), b.norm(3), c.norm(3)# 求 ∞- 范数
(tensor(2.), tensor(2.), tensor(2.))
>>> b
tensor([[1., 1., 1., 1.],
    [1., 1., 1., 1.]])
>>> b.norm(1, 1) # 在 1 维度上求 1- 范数
tensor([4., 4.])
>>> b.norm(2, 1) # 在 1 维度上求 2- 范数
b.norm(1, 2)
>>> c
tensor([[[1., 1.],
     [1., 1.]],

    [[1., 1.],
     [1., 1.]]])
>>> c.norm(1, 0) # 在 0 维度上求 1- 范数
tensor([[2., 2.],
    [2., 2.]])
>>> c.norm(2, 0) # 在 0 维度上求 2- 范数
tensor([[1.4142, 1.4142],
    [1.4142, 1.4142]])

只有一个参数时，表示对整个张量求范数，参数表示范数的幂指数值。

有两个参数时，表示在张量某一维度对尺寸中每一部分求范数，第一个参数是范数的幂指数值，第二个参数是选择的维度。

张量统计

最基础的统计方法，比如张量中的最小值、最大值、均值、累加、累积。

举个例子：

>>> a = torch.arange(8).view(2, 4).float()
>>> a
tensor([[0., 1., 2., 3.],
    [4., 5., 6., 7.]])
>>> a.min(), a.max(), a.mean(), a.sum(), a.prod() # 分别求最小值、最大值、均值、累加、累积
(tensor(0.), tensor(7.), tensor(3.5000), tensor(28.), tensor(0.))
>>> a.argmin(), a.argmax() # 分别是把张量打平后最小值、最大值的索引
(tensor(0), tensor(7))
>>> a.argmin(1), a.argmax(1) # 不打平求 1 维度中每一部分最小值、最大值的索引
(tensor([0, 0]), tensor([3, 3]))

dim和keepdim

>>> a = torch.randn(5, 10)
>>> a
tensor([[-0.6346, -0.9074, 0.1525, 0.1901, -0.5391, -0.2437, 1.0150, -0.0427,
     -1.5336, 0.8542],
    [-0.1879, 1.9947, -0.3524, -1.2559, -0.8129, -0.3018, 0.5654, 0.8428,
     -0.3517, -0.7787],
    [ 0.0686, 0.6166, 0.2632, -0.0947, -0.5592, -1.4041, 1.5565, 1.5616,
     -1.3076, -0.1137],
    [ 0.5205, -1.5716, -1.1277, 0.8096, -0.2123, -0.0974, 0.7698, 1.1373,
     0.5165, 0.5256],
    [-0.4162, 0.3170, 0.2368, 1.1695, -0.1960, -0.3285, 0.2420, 1.6468,
     0.2646, 0.4573]])
>>> a.max(dim=1)
(tensor([1.0150, 1.9947, 1.5616, 1.1373, 1.6468]), tensor([6, 1, 7, 7, 7]))
>>> a.argmax(dim=1)
tensor([6, 1, 7, 7, 7])

max 添加 dim 后不仅显示了 1 维度中每一部分的最大值，还显示了其索引

>>> a.max(dim=1, keepdim=True)
(tensor([[1.0150],
    [1.9947],
    [1.5616],
    [1.1373],
    [1.6468]]), tensor([[6],
    [1],
    [7],
    [7],
    [7]]))
>>> a.argmax(dim=1, keepdim=True)
tensor([[6],
    [1],
    [7],
    [7],
    [7]])

保持维度一致。添加 keepdim 后，得出的结果维度不改变，原来是二维的数据，得出的结果还是二维。不添加得出的结果就是一维的。

比较操作

torch.topk(input, k, dim=None, largest=True, sorted=True, out=None) -> (Tensor, LongTensor)

沿给定 dim 维度返回输入张量 input 中 k 个最大值。 如果不指定 dim，则默认为 input 的最后一维。 如果为 largest 为 False ，则返回最小的 k 个值。

返回一个元组 (values,indices)，其中 indices 是原始输入张量 input 中测元素下标。 如果设定布尔值 sorted 为_True_，将会确保返回的 k 个值被排序。

torch.kthvalue(input, k, dim=None, out=None) -> (Tensor, LongTensor) 取输入张量 input 指定维上第 k 个最小值。如果不指定 dim，则默认为 input 的最后一维。

返回一个元组 (values,indices)，其中indices是原始输入张量input中沿dim维的第 k 个最小值下标。

举个例子：

>>> b = torch.randn(5, 10)
>>> b
tensor([[ 0.1863, 0.0160, -1.0657, -1.8984, 2.3274, 0.6534, 1.8126, 1.8666,
     0.4830, -0.7800],
    [-0.9359, -1.0655, 0.8321, 1.6265, 0.6812, -0.2870, 0.6987, 0.6067,
     -0.1318, 0.7819],
    [-3.1129, 0.9571, -0.1319, -1.0016, 0.7267, 0.1060, -0.2926, 0.3492,
     1.0026, 0.2924],
    [-0.7101, -0.8327, 0.5463, 0.3805, -0.8720, -1.6723, 0.0365, 1.5540,
     0.1940, 1.4294],
    [ 0.4174, -0.9414, -0.0351, -1.6142, -0.7802, -2.3916, -2.4822, 0.7233,
     -0.7037, 0.2725]])
>>> b.topk(3, dim=1)
(tensor([[2.3274, 1.8666, 1.8126],
    [1.6265, 0.8321, 0.7819],
    [1.0026, 0.9571, 0.7267],
    [1.5540, 1.4294, 0.5463],
    [0.7233, 0.4174, 0.2725]]), tensor([[4, 7, 6],
    [3, 2, 9],
    [8, 1, 4],
    [7, 9, 2],
    [7, 0, 9]]))
>>> b.topk(3, dim=1, largest=False)
(tensor([[-1.8984, -1.0657, -0.7800],
    [-1.0655, -0.9359, -0.2870],
    [-3.1129, -1.0016, -0.2926],
    [-1.6723, -0.8720, -0.8327],
    [-2.4822, -2.3916, -1.6142]]), tensor([[3, 2, 9],
    [1, 0, 5],
    [0, 3, 6],
    [5, 4, 1],
    [6, 5, 3]]))
>>> a.kthvalue(8, dim=1)
(tensor([0.1034, 0.8940, 0.6155, 0.4210, 0.1955]), tensor([1, 2, 6, 4, 7]))

topk 添加 largest=False 就是返回最小，不添加就是返回最大。

kthvalue 返回以从大到小排列的指定位置的数。上面代码中即为返回第 8 小的数。

torch.eq(input, other, out=None) → Tensor

比较元素相等性。第二个参数可为一个数或与第一个参数同类型形状的张量。

torch.equal(tensor1, tensor2) → bool

如果两个张量有相同的形状和元素值，则返回 True ，否则 False。

举个例子：

>>> a = torch.ones(2, 3)
>>> b = torch.randn(2, 3)
>>> torch.eq(a, b)
tensor([[0, 0, 0],
    [0, 0, 0]], dtype=torch.uint8)
>>> torch.eq(a, a)
tensor([[1, 1, 1],
    [1, 1, 1]], dtype=torch.uint8)
>>> torch.equal(a, a)
True

eq 比较张量中的每个数据，equal 比较整个张量

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