PyTorch 导数应用的使用教程

前言

由于机器学习的基本思想就是找到一个函数去拟合样本数据分布,因此就涉及到了梯度去求最小值,在超平面我们又很难直接得到全局最优值,更没有通用性,因此我们就想办法让梯度沿着负方向下降,那么我们就能得到一个局部或全局的最优值了,因此导数就在机器学习中显得非常重要了

基本使用

tensor.backward()可以及自动将梯度累加积到tensor.grad上

x = torch.ones(3,3)
print(x.requires_grad)
x.requires_grad_(True)
print(x.requires_grad)
y = x**2/(x-2)
out = y.mean()
print(x.grad)
out.backward()
print(x.grad)

False
True
None
tensor([[-0.3333, -0.3333, -0.3333],
        [-0.3333, -0.3333, -0.3333],
        [-0.3333, -0.3333, -0.3333]])

requires_grad 可以获取到tensor是否可导
requires_grad_() 可以设置tensor是否可导
grad 查看当前tensor导数

上面的公式很简单,程序含义

1/4 * (x**2) / (x-2)

求x的导数,基本公式在下方

注意点

我们使用.mean后得到的是标量,如果不是标量会报错

x = torch.ones(3, requires_grad=True)
y = x * 2
y = y * 2
print(y)

tensor([4., 4., 4.], grad_fn=<MulBackward0>)

y.backward()
print(x.grad)

报错

RuntimeError: grad can be implicitly created only for scalar outputs

v = torch.tensor([0.1, 1.0, 0.0001], dtype=torch.float)
y.backward()
print(x.grad)

tensor([4.0000e-01, 4.0000e+00, 4.0000e-04])

no_grad()作用域

如果想要某部分程序不可导那么我们可以使用这个

x = torch.ones(3, requires_grad=True)
y = x * 2
print(y.requires_grad)
with torch.no_grad():
 y = y * 2 
 print(y.requires_grad)

True
False

总结

这一章我们使用pytorch里面的backward,自动实现了函数的求导,帮助我们在后面面对很多超大参数量的函数的时候,求导就变得游刃有余

上节

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