nn.module类搭建简单神经网络

Dear 丶 2022-11-25 11:38 143阅读 0赞

nn.Module是PyTorch提供的神经网络类，并在类中实现了网络各层 的定义及前向计算与反向传播机制。在实际使用时，如果想要实现某个 神经网络，只需继承nn.Module，在初始化中定义模型结构与参数，在 函数forward()中编写网络前向过程即可。  
下面具体以一个由两个全连接层组成的感知机为例，介绍如何使用 nn.Module构造模块化的神经网络。新建一个perception.py文件，内容如 下：

import torch
    from torch import nn
    #先建立一个全连接的子module，继承nn.module
    class Linear(nn.Module):
        def _init_(self,in_dim,out_dim):#调用nn.module的构造函数
        super(Linear,self)._init_()
        self.w=nn.Parameter(torch.randn(in_dim,out_dim))
       self.b=nn.parameter(torch.randn(out_dim))
       #使用Parameter来构造需要学习的参数
    def forward(self.w):
        #再forward中实现前向传播过程
        x=x.matmul(self.w)#使用matmul矩阵相乘
        y=x+self.b.expand_as(x)#expand_as使矩阵形状一直
        return y
    #构建感知机类，调用linear的子module
    class Perception(nn.module):
        def _init_(self，in_dim,out_dim):
            super(Perception,self)._init_()
            self.layer1=linear(in_dim,hid_dim)
            self.layer2(hid_dim,out_dim)
        def forward(self,x):
             x=self.layer1(x)
             y=torch.sigmoid(x)
             yself.layer2(y)
             y=torch.sigmoid(y)
             return y

编写完网络模块后，可以在终端调用

import torch
    from perception import Perception
    perception = Perception(2,3,2)

1．nn.Parameter函数  
在类的\_\_init\_\_()中需要定义网络学习的参数，在此使用 nn.Parameter()函数定义了全连接中的ω和b，这是一种特殊的Tensor的构 造方法，默认需要求导，即requires\_grad为True。  
2．forward()函数与反向传播  
forward()函数用来进行网络的前向传播，并需要传入相应的 Tensor，例如上例的perception(data)即是直接调用了forward()。  
3．nn.Sequential()模块  
当模型中只是简单的前馈网络时，即上一层的输出直接作为下一层 的输入，这时可以采用nn.Sequential()模块来快速搭建模型，而不必手动 在forward()函数中一层一层地前向传播。因此，如果想快速搭建模型而 不考虑中间过程的话，推荐使用nn.Sequential()模块。  
在上面的例子中，Perception类中的layer1与layer2是直接传递的， 因此该Perception类可以使用nn.Sequential()快速搭建。在此新建一个 perception\_sequential.py文件，内容如下：

from torch import nn 
    class Perception(nn.Module):
       def __init__(self, in_dim, hid_dim, out_dim):
           super(Perception, self).__init__()
           # 利用nn.Sequential()快速搭建网络模块
           self.layer = nn.Sequential(
                 nn.Linear(in_dim, hid_dim),
                 nn.Sigmoid(),
                 nn.Linear(hid_dim, out_dim),
                 nn.Sigmoid() )
       def forward(self, x):
            y = self.layer(x)
            return y