模块¶
- class torch.nn.Module(*args, **kwargs)[源代码]¶
所有神经网络模块的基类。
您的模型也应该继承此类。
模块也可以包含其他模块,允许以树结构嵌套它们。你可以将子模块作为常规属性进行分配:
import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F class Model(nn.Module): def __init__(self): super().__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(1, 20, 5) self.conv2 = nn.Conv2d(20, 20, 5) def forward(self, x): x = F.relu(self.conv1(x)) return F.relu(self.conv2(x))
以这种方式分配的子模块将被注册,并且在您调用
to()
等方法时,它们的参数也将被转换。注意
如上例所示,在子类上进行赋值之前,必须先对父类调用
__init__()
。- Variables
训练 (bool) – 布尔值表示此模块是否处于训练模式或评估模式。
- apply(fn)[源代码]¶
递归地将
fn
应用于每个子模块(由.children()
返回)以及自身。典型用途包括初始化模型的参数(另请参阅torch.nn.init)。
示例:
>>> @torch.no_grad() >>> def init_weights(m): >>> print(m) >>> if type(m) == nn.Linear: >>> m.weight.fill_(1.0) >>> print(m.weight) >>> net = nn.Sequential(nn.Linear(2, 2), nn.Linear(2, 2)) >>> net.apply(init_weights) 线性(in_features=2, out_features=2, bias=True) 包含参数: tensor([[1., 1.], [1., 1.]], requires_grad=True) 线性(in_features=2, out_features=2, bias=True) 包含参数: tensor([[1., 1.], [1., 1.]], requires_grad=True) 顺序( (0): 线性(in_features=2, out_features=2, bias=True) (1): 线性(in_features=2, out_features=2, bias=True) )
- buffers(recurse=True)[源代码]¶
返回模块缓冲区的迭代器。
- Parameters
递归 (布尔值) – 如果为True,则生成此模块及其所有子模块的缓冲区。否则,仅生成此模块的直接成员的缓冲区。
- Yields
torch.Tensor – 模块缓冲区
- Return type
示例:
>>> for buf in model.buffers(): >>> print(type(buf), buf.size())
(20L,) (20L, 1L, 5L, 5L)
- compile(*args, **kwargs)[源代码]¶
使用
torch.compile()
编译此模块的前向传播。此模块的 __call__ 方法被编译,所有参数都按原样传递给
torch.compile()
。有关此函数的参数详情,请参阅
torch.compile()
。
- cuda(device=None)[源代码]¶
将所有模型参数和缓冲区移动到GPU。
这也会使关联的参数和缓冲区成为不同的对象。因此,如果模块将在被优化时存在于GPU上,则应在构造优化器之前调用它。
注意
此方法就地修改模块。
- eval()[源代码]¶
将模块设置为评估模式。
这仅对某些模块有影响。有关特定模块在训练/评估模式下的行为的详细信息,请参阅其文档,例如
Dropout
,BatchNorm
等。这等同于
self.train(False)
。参见局部禁用梯度计算,了解.eval()与可能与之混淆的几种类似机制之间的比较。
- Returns
自身
- Return type
- forward(*input)¶
定义每次调用时执行的计算。
应由所有子类重写。
注意
尽管前向传播的配方需要在此函数内定义,但应调用
Module
实例,而不是此函数,因为前者负责运行注册的钩子,而后者则默默忽略它们。
- get_buffer(target)[源代码]¶
如果存在,返回由
target
指定的缓冲区,否则抛出错误。有关此方法的功能以及如何正确指定
target
的更详细说明,请参阅get_submodule
的文档字符串。- Parameters
目标 (字符串) – 要查找的缓冲区的完全限定字符串名称。(参见
get_submodule
以了解如何指定完全限定字符串。)- Returns
由
target
引用的缓冲区- Return type
- Raises
AttributeError – 如果目标字符串引用了一个无效的路径或解析为不是缓冲区的内容
- get_extra_state()[源代码]¶
返回要包含在模块的 state_dict 中的任何额外状态。
如果需要存储额外状态,请为您的模块实现此功能以及相应的
set_extra_state()
。当构建模块的 state_dict() 时,会调用此函数。请注意,额外的状态应该是可序列化的,以确保状态字典的正常序列化。我们仅对序列化张量提供向后兼容性保证;如果其他对象的序列化形式发生变化,它们可能会破坏向后兼容性。
- Returns
在模块的 state_dict 中存储的任何额外状态
- Return type
- get_parameter(target)[源代码]¶
如果存在,则返回由
target
给出的参数,否则抛出错误。有关此方法的功能以及如何正确指定
target
的更详细说明,请参阅get_submodule
的文档字符串。- Parameters
目标 (字符串) – 要查找的参数的完全限定字符串名称。(参见
get_submodule
以了解如何指定完全限定字符串。)- Returns
由
target
引用的参数- Return type
torch.nn.Parameter
- Raises
AttributeError – 如果目标字符串引用了一个无效的路径或解析为不是
nn.Parameter
的内容
- get_submodule(target)[源代码]¶
返回由
target
指定的子模块(如果存在),否则抛出错误。例如,假设你有一个
nn.Module
A
,它的结构如下:A( (net_b): 模块( (net_c): 模块( (conv): Conv2d(16, 33, kernel_size=(3, 3), stride=(2, 2)) ) (linear): Linear(in_features=100, out_features=200, bias=True) ) )
(该图展示了一个
nn.Module
A
。A
有一个嵌套的子模块net_b
,它本身有两个子模块net_c
和linear
。net_c
然后有一个子模块conv
。)要检查我们是否拥有
linear
子模块,我们将调用get_submodule("net_b.linear")
。要检查我们是否拥有conv
子模块,我们将调用get_submodule("net_b.net_c.conv")
。函数
get_submodule
的运行时间受限于target
中的模块嵌套程度。对named_modules
的查询可以实现相同的结果,但它是 O(N) 的,其中 N 是传递模块的数量。因此,对于简单的检查以查看某个子模块是否存在,应始终使用get_submodule
。- Parameters
目标 (str) – 要查找的子模块的完全限定字符串名称。(请参阅上面的示例,了解如何指定完全限定字符串。)
- Returns
由
target
引用的子模块- Return type
- Raises
AttributeError – 如果目标字符串引用无效路径或解析为不是
nn.Module
的内容
- ipu(device=None)[源代码]¶
将所有模型参数和缓冲区移动到IPU。
这也会使关联的参数和缓冲区成为不同的对象。因此,如果模块将在IPU上进行优化,则应在构建优化器之前调用此方法。
注意
此方法就地修改模块。
- load_state_dict(state_dict, strict=True, assign=False)[源代码]¶
从
state_dict
复制参数和缓冲区到此模块及其后代中。如果
strict
是True
,那么state_dict
的键必须完全匹配此模块的state_dict()
函数返回的键。警告
如果
assign
是True
,优化器必须在调用load_state_dict
之后创建,除非get_swap_module_params_on_conversion()
是True
。- Parameters
state_dict (字典) – 一个包含参数和持久缓冲区的字典。
严格 (布尔值, 可选) – 是否严格强制
state_dict
中的键与该模块的state_dict()
函数返回的键匹配。默认值:True
assign (bool, 可选) – 当
False
时,当前模块中张量的属性保持不变,而当True
时,状态字典中张量的属性保持不变。唯一的例外是requires_grad
字段,默认值: ``False`
- Returns
missing_keys 是一个包含缺失键的字符串列表
unexpected_keys 是一个包含意外键的字符串列表
- Return type
NamedTuple
包含missing_keys
和unexpected_keys
字段
注意
如果一个参数或缓冲区被注册为
None
并且其对应的键存在于state_dict
中,load_state_dict()
将会引发一个RuntimeError
。
- modules()[源代码]¶
返回网络中所有模块的迭代器。
注意
重复的模块只会返回一次。在下面的示例中,
l
只会返回一次。示例:
>>> l = nn.Linear(2, 2) >>> net = nn.Sequential(l, l) >>> for idx, m in enumerate(net.modules()): ... print(idx, '->', m) 0 -> Sequential( (0): Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) (1): Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) ) 1 -> Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True)
- named_buffers(prefix='', recurse=True, remove_duplicate=True)[源代码]¶
返回一个遍历模块缓冲区的迭代器,同时生成缓冲区的名称和缓冲区本身。
- Parameters
- Yields
(str, torch.Tensor) – 包含名称和缓冲区的元组
- Return type
示例:
>>> for name, buf in self.named_buffers(): >>> if name in ['running_var']: >>> print(buf.size())
- named_children()[源代码]¶
返回一个遍历直接子模块的迭代器,同时生成模块的名称和模块本身。
示例:
>>> for name, module in model.named_children(): >>> if name in ['conv4', 'conv5']: >>> print(module)
- named_modules(memo=None, prefix='', remove_duplicate=True)[源代码]¶
返回网络中所有模块的迭代器,同时生成模块的名称和模块本身。
- Parameters
- Yields
(字符串, 模块) – 名称和模块的元组
注意
重复的模块只会返回一次。在下面的示例中,
l
只会返回一次。示例:
>>> l = nn.Linear(2, 2) >>> net = nn.Sequential(l, l) >>> for idx, m in enumerate(net.named_modules()): ... print(idx, '->', m) 0 -> ('', Sequential( (0): Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) (1): Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) )) 1 -> ('0', Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True))
- named_parameters(prefix='', recurse=True, remove_duplicate=True)[源代码]¶
返回一个遍历模块参数的迭代器,同时生成参数的名称和参数本身。
- Parameters
- Yields
(字符串, 参数) – 包含名称和参数的元组
- Return type
示例:
>>> for name, param in self.named_parameters(): >>> if name in ['bias']: >>> print(param.size())
- parameters(recurse=True)[源代码]¶
返回模块参数的迭代器。
这通常传递给一个优化器。
- Parameters
递归 (布尔值) – 如果为True,则生成此模块及其所有子模块的参数。否则,仅生成此模块的直接成员参数。
- Yields
参数 – 模块参数
- Return type
示例:
>>> for param in model.parameters(): >>> print(type(param), param.size())
(20L,) (20L, 1L, 5L, 5L)
- register_backward_hook(hook)[源代码]¶
在模块上注册一个反向钩子。
此函数已被弃用,取而代之的是
register_full_backward_hook()
,并且此函数的行为将在未来版本中发生变化。- Returns
一个可以用于通过调用
handle.remove()
来移除添加的钩子的句柄- Return type
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- register_buffer(name, tensor, persistent=True)[源代码]¶
向模块添加一个缓冲区。
这通常用于注册一个不应被视为模型参数的缓冲区。例如,BatchNorm的
running_mean
不是一个参数,而是模块状态的一部分。缓冲区默认是持久的,并将与参数一起保存。可以通过将persistent
设置为False
来改变此行为。持久缓冲区和非持久缓冲区之间的唯一区别是后者不会成为此模块的state_dict
的一部分。缓冲区可以通过给定的名称作为属性进行访问。
- Parameters
名称 (str) – 缓冲区的名称。可以通过给定的名称从此模块访问缓冲区
tensor (Tensor 或 None) – 要注册的缓冲区。如果
None
,则运行在缓冲区上的操作,例如cuda
,将被忽略。如果None
,缓冲区将不包含在模块的state_dict
中。持久化 (布尔值) – 缓冲区是否是此模块的
state_dict
的一部分。
示例:
>>> self.register_buffer('running_mean', torch.zeros(num_features))
- register_forward_hook(hook, *, prepend=False, with_kwargs=False, always_call=False)[源代码]¶
在模块上注册一个前向钩子。
钩子将在每次
forward()
计算输出后被调用。如果
with_kwargs
是False
或未指定,输入仅包含传递给模块的位置参数。关键字参数不会传递给钩子,只会传递给forward
。钩子可以修改输出。它可以就地修改输入,但这不会影响前向传播,因为这是在调用forward()
之后调用的。钩子应具有以下签名:hook(module, args, output) -> None or modified output
如果
with_kwargs
是True
,前向钩子将被传递给前向函数的kwargs
并期望返回可能被修改的输出。钩子应具有以下签名:hook(module, args, kwargs, output) -> None 或 modified output
- Parameters
钩子 (可调用对象) – 要注册的用户定义钩子。
prepend (bool) – 如果
True
,提供的hook
将在该torch.nn.modules.Module
上的所有现有forward
钩子之前触发。否则,提供的hook
将在该torch.nn.modules.Module
上的所有现有forward
钩子之后触发。请注意,使用register_module_forward_hook()
注册的全局forward
钩子将在所有通过此方法注册的钩子之前触发。 默认值:False
with_kwargs (bool) – 如果
True
,hook
将被传递给 forward 函数的 kwargs。 默认值:False
always_call (bool) – 如果
True
,无论在调用模块时是否引发异常,hook
都将运行。 默认值:False
- Returns
一个可以用于通过调用
handle.remove()
来移除添加的钩子的句柄- Return type
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- register_forward_pre_hook(hook, *, prepend=False, with_kwargs=False)[源代码]¶
在模块上注册一个前向预钩子。
钩子将在每次调用
forward()
之前被调用。如果
with_kwargs
为 false 或未指定,输入仅包含传递给模块的位置参数。关键字参数不会传递给钩子,只会传递给forward
。钩子可以修改输入。用户可以在钩子中返回一个元组或单个修改后的值。如果返回单个值(除非该值已经是元组),我们将把该值包装成一个元组。钩子应具有以下签名:hook(module, args) -> None or modified input
如果
with_kwargs
为真,前向预钩子将被传递给前向函数的 kwargs。如果钩子修改了输入,则应返回 args 和 kwargs。钩子应具有以下签名:hook(module, args, kwargs) -> None 或 a tuple of modified input 和 kwargs
- Parameters
- Returns
一个可以用于通过调用
handle.remove()
来移除添加的钩子的句柄- Return type
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- register_full_backward_hook(hook, prepend=False)[源代码]¶
在模块上注册一个反向钩子。
每次计算模块的梯度时,钩子都会被调用,即当且仅当计算模块输出的梯度时,钩子才会执行。钩子应具有以下签名:
hook(module, grad_input, grad_output) -> tuple(Tensor) or None
grad_input
和grad_output
是包含相对于输入和输出的梯度的元组。钩子不应修改其参数,但可以选择返回一个新的相对于输入的梯度,该梯度将用于替代grad_input
在后续计算中。grad_input
仅对应于作为位置参数给出的输入,所有关键字参数都将被忽略。grad_input
和grad_output
中的条目对于所有非张量参数将为None
。由于技术原因,当此钩子应用于模块时,其forward函数将接收传递给模块的每个张量的视图。同样,调用者将接收模块的forward函数返回的每个张量的视图。
警告
在使用反向钩子时,不允许就地修改输入或输出,否则会引发错误。
- Parameters
钩子 (可调用对象) – 要注册的用户定义钩子。
prepend (bool) – 如果为真,提供的
hook
将在所有现有的backward
钩子之前触发。否则,提供的hook
将在所有现有的backward
钩子之后触发。请注意,使用register_module_full_backward_hook()
注册的全局backward
钩子将在所有通过此方法注册的钩子之前触发。
- Returns
一个可以用于通过调用
handle.remove()
来移除添加的钩子的句柄- Return type
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- register_full_backward_pre_hook(hook, prepend=False)[源代码]¶
在模块上注册一个反向预钩子。
每次计算模块的梯度时,都会调用该钩子。 该钩子应具有以下签名:
hook(module, grad_output) -> tuple[Tensor] or None
The
grad_output
是一个元组。钩子不应该修改其参数,但可以选择返回一个新的梯度,该梯度相对于输出将在后续计算中代替grad_output
使用。grad_output
中的条目对于所有非Tensor参数将为None
。由于技术原因,当此钩子应用于模块时,其forward函数将接收传递给模块的每个张量的视图。同样,调用者将接收模块的forward函数返回的每个张量的视图。
警告
在使用反向钩子时,不允许就地修改输入,否则会引发错误。
- Parameters
钩子 (可调用对象) – 要注册的用户定义钩子。
prepend (bool) – 如果为真,提供的
hook
将在所有现有的backward_pre
钩子之前触发。否则,提供的hook
将在所有现有的backward_pre
钩子之后触发。请注意,使用register_module_full_backward_pre_hook()
注册的全局backward_pre
钩子将在所有通过此方法注册的钩子之前触发。
- Returns
一个可以用于通过调用
handle.remove()
来移除添加的钩子的句柄- Return type
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- register_load_state_dict_post_hook(hook)[源代码]¶
注册一个在模块的
load_state_dict
调用后运行的后置钩子。- It should have the following signature::
hook(module, incompatible_keys) -> 无
参数
module
是当前注册此钩子的模块,参数incompatible_keys
是一个由属性missing_keys
和unexpected_keys
组成的NamedTuple
。missing_keys
是一个包含缺失键的list
类型的str
,而unexpected_keys
是一个包含意外键的list
类型的str
。如果需要,可以就地修改给定的 incompatible_keys。
请注意,当使用
strict=True
调用load_state_dict()
时执行的检查会受到钩子对missing_keys
或unexpected_keys
所做修改的影响,这是预期的。对任一组键的添加将导致在strict=True
时抛出错误,而清除掉缺失和意外的键将避免错误。- Returns
一个可以用于通过调用
handle.remove()
来移除添加的钩子的句柄- Return type
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- register_module(name, module)[源代码]¶
别名
add_module()
。
- register_parameter(name, param)[源代码]¶
向模块添加一个参数。
该参数可以通过给定的名称作为属性进行访问。
- Parameters
名称 (str) – 参数的名称。可以通过给定的名称从此模块中访问该参数
参数 (参数 或 无) – 要添加到模块的参数。如果
无
,则对参数运行的操作(例如cuda
)将被忽略。如果无
,则该参数不包含在模块的state_dict
中。
- register_state_dict_pre_hook(hook)[源代码]¶
为
state_dict()
方法注册一个预钩子。这些钩子将在调用
state_dict
之前,使用参数self
、prefix
和keep_vars
进行调用。注册的钩子可以在调用state_dict
之前执行预处理。
- requires_grad_(requires_grad=True)[源代码]¶
更改是否应在此模块的参数上记录自动求导操作。
此方法就地设置参数的
requires_grad
属性。此方法有助于冻结模块的一部分以进行微调或单独训练模型的部分(例如,GAN训练)。
参见局部禁用梯度计算,了解.requires_grad_()与几种可能与之混淆的类似机制之间的比较。
- set_extra_state(state)[源代码]¶
设置加载的 state_dict 中包含的额外状态。
此函数从
load_state_dict()
调用,以处理在 state_dict 中找到的任何额外状态。如果需要在模块的 state_dict 中存储额外状态,请实现此函数及其对应的get_extra_state()
。- Parameters
状态 (字典) – 来自 state_dict 的额外状态
参见
torch.Tensor.share_memory_()
。- Return type
T
- state_dict(*, destination: T_destination, prefix: str = '', keep_vars: bool = False) T_destination [源代码]¶
- state_dict(*, prefix: str = '', keep_vars: bool = False) Dict[str, Any]
返回一个包含模块整体状态引用的字典。
包含参数和持久缓冲区(例如运行平均值)。键是对应的参数和缓冲区名称。设置为
None
的参数和缓冲区不包含在内。注意
返回的对象是一个浅拷贝。它包含对模块参数和缓冲区的引用。
警告
目前,
state_dict()
也接受位置参数用于destination
、prefix
和keep_vars
。然而, 这正在被弃用,未来版本中将强制使用关键字参数。警告
请避免使用参数
destination
,因为它不是为最终用户设计的。- Parameters
- Returns
包含模块整个状态的字典
- Return type
示例:
>>> module.state_dict().keys() ['bias', 'weight']
- to(device: Optional[Union[str, 设备, int]] = ..., dtype: Optional[数据类型] = ..., non_blocking: bool = ...) Self [源代码]¶
- to(dtype: 数据类型, non_blocking: bool = ...) Self
- to(tensor: 张量, non_blocking: bool = ...) Self
移动和/或转换参数和缓冲区。
这可以被称为
- to(device=None, dtype=None, non_blocking=False)[源代码]
- to(dtype, non_blocking=False)[源代码]
- to(tensor, non_blocking=False)[源代码]
- to(memory_format=torch.channels_last)[源代码]
其签名类似于
torch.Tensor.to()
,但仅接受 浮点或复数dtype
。此外,此方法将 仅将浮点或复数参数和缓冲区转换为dtype
(如果给出)。整数参数和缓冲区将被移动device
,如果给出,但数据类型不变。当non_blocking
被设置时,它会尝试异步转换/移动 相对于主机的操作(如果可能),例如,将具有 固定内存的 CPU 张量移动到 CUDA 设备。请参见以下示例。
注意
此方法就地修改模块。
- Parameters
设备 (
torch.device
) – 此模块中参数和缓冲区所需的设备dtype (
torch.dtype
) – 此模块中参数和缓冲区的所需浮点或复数数据类型张量 (torch.Tensor) – 张量的数据类型和设备是此模块中所有参数和缓冲区所需的数据类型和设备
memory_format (
torch.memory_format
) – 此模块中4D参数和缓冲区的所需内存格式(仅关键字参数)
- Returns
自身
- Return type
示例:
>>> linear = nn.Linear(2, 2) >>> linear.weight 包含参数: tensor([[ 0.1913, -0.3420], [-0.5113, -0.2325]]) >>> linear.to(torch.double) Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) >>> linear.weight 包含参数: tensor([[ 0.1913, -0.3420], [-0.5113, -0.2325]], dtype=torch.float64) >>> gpu1 = torch.device("cuda:1") >>> linear.to(gpu1, dtype=torch.half, non_blocking=True) Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) >>> linear.weight 包含参数: tensor([[ 0.1914, -0.3420], [-0.5112, -0.2324]], dtype=torch.float16, device='cuda:1') >>> cpu = torch.device("cpu") >>> linear.to(cpu) Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) >>> linear.weight 包含参数: tensor([[ 0.1914, -0.3420], [-0.5112, -0.2324]], dtype=torch.float16) >>> linear = nn.Linear(2, 2, bias=None).to(torch.cdouble) >>> linear.weight 包含参数: tensor([[ 0.3741+0.j, 0.2382+0.j], [ 0.5593+0.j, -0.4443+0.j]], dtype=torch.complex128) >>> linear(torch.ones(3, 2, dtype=torch.cdouble)) tensor([[0.6122+0.j, 0.1150+0.j], [0.6122+0.j, 0.1150+0.j], [0.6122+0.j, 0.1150+0.j]], dtype=torch.complex128)
- to_empty(*, device, recurse=True)[源代码]¶
将参数和缓冲区移动到指定设备而不复制存储。
- Parameters
设备 (
torch.device
) – 此模块中参数和缓冲区所需的设备。递归 (bool) – 是否应将子模块的参数和缓冲区递归地移动到指定设备。
- Returns
自身
- Return type
- train(mode=True)[源代码]¶
将模块设置为训练模式。
这仅对某些模块有影响。有关特定模块在训练/评估模式下的行为的详细信息,请参阅其文档,例如
Dropout
,BatchNorm
等。
- xpu(device=None)[源代码]¶
将所有模型参数和缓冲区移动到XPU。
这也会使关联的参数和缓冲区成为不同的对象。因此,如果模块将在XPU上进行优化,则应在构造优化器之前调用它。
注意
此方法就地修改模块。
- zero_grad(set_to_none=True)[源代码]¶
重置所有模型参数的梯度。
查看更多上下文,请参见
torch.optim.Optimizer
下的类似函数。- Parameters
set_to_none (布尔值) – 不是设置为零,而是将梯度设置为None。 参见
torch.optim.Optimizer.zero_grad()
了解详情。