Pytorch学习笔记11----model.train()与model.eval()的用法、Dropout原理、relu,sigmiod,tanh激活函数、nn.Linear浅析、输出整个tensor的方法

1.model.train()与model.eval()的用法

看别人的面经时，浏览到一题，问的就是这个。自己刚接触pytorch时套用别人的框架，会在训练开始之前写上model.trian()，在测试时写上model.eval()。然后自己写的时候也就保留了这个习惯，没有去想其中原因。

在经过一番查阅之后，总结如下：
如果模型中有BN层(Batch Normalization）和Dropout，需要在训练时添加model.train()，在测试时添加model.eval()。其中model.train()是保证BN层用每一批数据的均值和方差，而model.eval()是保证BN用全部训练数据的均值和方差；而对于Dropout，model.train()是随机取一部分网络连接来训练更新参数，而model.eval()是利用到了所有网络连接。

联系Batch Normalization和Dropout的原理之后就不难理解为何要这么做了。

2.Dropout

dropout常常用于抑制过拟合，pytorch也提供了很方便的函数。但是经常不知道dropout的参数p是什么意思。在TensorFlow中p叫做keep_prob,就一直以为pytorch中的p应该就是保留节点数的比例，但是实验结果发现反了，实际上表示的是不保留节点数的比例。看下面的例子:

a = torch.randn(10,1)
>>> tensor([[ 0.0684],
        [-0.2395],
        [ 0.0785],
        [-0.3815],
        [-0.6080],
        [-0.1690],
        [ 1.0285],
        [ 1.1213],
        [ 0.5261],
        [ 1.1664]])

P=0.5

torch.nn.Dropout(0.5)(a)
>>> tensor([[ 0.0000],  
        [-0.0000],  
        [ 0.0000],  
        [-0.7631],  
        [-0.0000],  
        [-0.0000],  
        [ 0.0000],  
        [ 0.0000],  
        [ 1.0521],  
        [ 2.3328]])

数值上的变化： 2.3328=1.1664*2

设置Dropout时，torch.nn.Dropout(0.5), 这里的 0.5 是指该层（layer）的神经元在每次迭代训练时会随机有 50% 的可能性被丢弃（失活），不参与训练

将上一层数据减少一半传播

3.relu,sigmiod,tanh激活函数

在神经网络中原本输入输出都是线性关系，但现实中，许多的问题是非线性的（比如，房价问题中，房价不可能随着房子面积的增加一直线性增加），这个时候就神经网络的线性输出，再经过激励函数，便使得原本线性的关系变成非线性了，增强了神经网络的性能。

常用的激活函数：relu，sigmoid，tanh，softmax，softplus

import torch
import torch.nn.functional as F
from torch.autograd import Variable
import matplotlib.pyplot as plt  # 为了方便找展示，用了matplotlib

# 生成数据
tensor_data = torch.linspace(-5, 5, 200)
variable_data = Variable(tensor_data)
np_data = variable_data.data.numpy()

# 激活函数    (转为numpy是为了画图)
relu_function = torch.relu(variable_data).data.numpy()
sigmoid_function = torch.sigmoid(variable_data).data.numpy()
tanh_function = torch.tanh(variable_data).data.numpy()
softplus_function = F.softplus(variable_data).data.numpy()

# 使用matplotlib作图
plt.figure(1, figsize=(6, 6))

plt.subplot(221)
plt.plot(np_data, relu_function, c="green", label="relu")
plt.ylim(-1, 5)
plt.legend(loc="best")

plt.subplot(222)
plt.plot(np_data, sigmoid_function, c="green", label="sigmoid")
plt.ylim(-0.2, 1.2)
plt.legend(loc="best")

plt.subplot(223)
plt.plot(np_data, tanh_function, c="green", label="tanh")
plt.ylim(-1.2, 1.2)
plt.legend(loc="best")

plt.subplot(224)
plt.plot(np_data, softplus_function, c="green", label="softplus")
plt.ylim(-0.2, 6)
plt.legend(loc="best")

plt.show()

结果：

4.nn.Linear浅析

对输入数据进行线性变换

查看源码：

初始化部分

    def __init__(self, in_features, out_features, bias=True):
        super(Linear, self).__init__()
        self.in_features = in_features
        self.out_features = out_features
        self.weight = Parameter(torch.Tensor(out_features, in_features))
        if bias:
            self.bias = Parameter(torch.Tensor(out_features))
        else:
            self.register_parameter('bias', None)
        self.reset_parameters()

需要实现的内容：

参数说明：

Args:
        in_features: size of each input sample  输入的二维张量的大小
        out_features: size of each output sample 输出的二维张量的大小
        bias: If set to ``False``, the layer will not learn an additive bias.
            Default: ``True``

举个例子：

>>> m = nn.Linear(20, 30)
>>> input = torch.randn(128, 20)
>>> output = m(input)
>>> print(output.size())
torch.Size([128, 30])

张量的大小由 128 x 20 变成了 128 x 30

执行的操作是：

[128,20]×[20,30]=[128,30]

5.输出整个tensor的方法

torch.set_printoptions(profile="full")
print(logit)  # prints the whole tensor
torch.set_printoptions(profile="default")  # reset
print(logit)  # prints the truncated tensor

参考文献：

https://blog.csdn.net/Qy1997/article/details/106455717

https://www.cnblogs.com/marsggbo/p/10592643.html