pytorch自带网络_【方家之言】一篇长文学懂 pytorch
作為目前越來越受歡迎的深度學習框架，pytorch 基本上成了新人進入深度學習領域最常用的框架。相比于 TensorFlow，pytorch 更易學，更快上手，也可以更容易的實現自己想要的 demo。今天的文章就從 pytorch 的基礎開始，幫助大家實現成功入門。
首先，本篇文章需要大家對深度學習的理論知識有一定的了解，知道基本的 CNN，RNN 等概念，知道前向傳播和反向傳播等流程，畢竟本文重點是一篇實操性的教程。
其次，這篇文章我更想從一個總體性的視角展開，大家在學習的過程中更注重的應該是在接觸新知識時，如何設計學習路線的一種思路分享。這種思路不一定適合所有人，但是肯定可以對你有所借鑒，你也可以基于此總結出來更適合自己的方法。
接下來我們從以下幾個步驟去幫助大家入門 pytorch 的實戰教程。
1. 開始一個簡單的分類器2. 在 MNIST 上實現一個 cnn3. 常用網絡層介紹4. tensorboard 可視化5. 以 vgg 為例實現深層網絡的一些小技巧6. GPU 加速和保存加載模型7. RNN 和 LSTM 實現分類和回歸番外: 一個并行生成數據的例子告訴你，pytorch 未來的路該怎么做這八個步驟，對應了我的八篇學習筆記的文章，本文是從一個串講的思路來介紹學習路徑，對應步驟的更多細節會在具體的文章中展示。在每個步驟介紹的最后和全文的結尾，我們也會給出文章的鏈接，大家可以針對性食用~
1. 開始一個簡單的分類器
我個人在學習一門新語言，一個新框架，一個新技術時，最優先要保證的就是成就感反饋。以學習 pytorch 為例，很多教程從張量開始。我自己也按照這種教程學習過，的確內容非常全盡，但是有兩個原因，我自己不太推薦以這種方式入門：1)前期學習過于枯燥，沒有成就感；2)有的知識內容屬于深度學習的基本功，過于贅述。
所以我覺得入門一個新知識的知識，最好是先搭起來結構，然后再去慢慢補充細節。因此我在這篇文章的第一部分，先選擇構建一個簡單的分類器，讓大家知道一個 pytorch 下的代碼流程應該是什么樣子。
學過 c 語言的朋友肯定知道，我們先學第一個代碼的時候，肯定是先來一個 hello world，而不是去研究第一行的 #include。
對于第一個 pytorch 程序而言，我們要做的是首先跑通整個流程，如果是一個簡單的分類器，數據集也就不能太復雜。因此，我們從三方面考慮：1)自定義生成一些點，分為兩類；2)學習如何構建一個淺層的神經網絡；3)嘗試 pytorch 中的訓練和測試過程。
1.1 自定義生成數據集
首先，自定義生成我們的數據集。利用 torch 自帶的 zeros，ones 這些方法，我們生成一些隨機的點，分為兩類。比如分別以(2，2)和(-2，-2)為均值，隨機生成一些隨機數，作為兩類，這樣子我們就得到了我們想要的數據集。
1.2 學會構建網絡的流程
其次，就是構建一個淺層的神經網絡，這里我們給出一個代碼示例，大家了解一下最基礎的 pytorch 的網絡應該如何構建：
class Net(torch.nn.Module): ? ?def __init__(self, n_feature, n_hidden, n_output): ? ? ? ?super(Net, self).__init__() ? ? ? ?self.n_hidden = torch.nn.Linear(n_feature, n_hidden) ? ? ? ?self.out = torch.nn.Linear(n_hidden, n_output) ? ?def forward(self, x_layer): ? ? ? ?x_layer = torch.relu(self.n_hidden(x_layer)) ? ? ? ?x_layer = self.out(x_layer) ? ? ? ?x_layer = torch.nn.functional.softmax(x_layer) ? ? ? ?return x_layernet = Net(n_feature=2, n_hidden=10, n_output=2)# print(net)optimizer = torch.optim.SGD(net.parameters(), lr=0.02)loss_func = torch.nn.CrossEntropyLoss()這個 Net 類，就是我們構建的代碼框架，用它生成的對象就是一個我們可以用來訓練和測試的網絡。這個類中，初始化函數中表示了每個網絡層的結構設置，而 forward() 方法表示了每個層之間的交互順序和關系。
而 optimizer 就是優化器，包含了需要優化的參數有哪些，loss_func 就是我們設置的損失函數。
這個就像我們寫一個 hello，world 一樣，我們只需要知道自己該如何構造一個網絡。當我們需要調整的時候，就將其中對應的模塊替換掉。
1.3 訓練與測試
接下來就是訓練與測試的階段。訓練我們需要知道三句代碼是核心：
optimizer.zero_grad() ? ?loss.backward() ? ?optimizer.step()這里的核心思路是，梯度清空，反向傳播，參數更新。分別對應了這三句代碼的作用。在pytorch 中，梯度會保留，所以需要用 zero_grad() 來清空，然后利用損失函數反向傳播計算梯度，最后就是用我們定義的優化器將每個需要優化的參數進行更新。
測試階段就很簡單了，直接將輸入丟進去就可以看到預測結果。現在我們重新隨機生成一些數據點作為測試集，可以看到訓練集對它的分類結果就很明顯。
至此，我們就完成了一個對于簡單分類器的描述。當然，如果你對前面的文章沒有任何了解，可能會覺得這部分不夠入門。那么可以看一下我的第一篇筆記：pytorch學習筆記(1)：開始一個簡單的分類器，這里詳細的介紹了如何實現一個簡單分類器的細節介紹。
2. 在 MNIST 上實現一個 cnn
完成了一個線性分類器后，我們的學習路線應該是什么樣子呢？我覺得比較合適的做法是先改動 “hello，world” 的部分，讓我們看看把最直觀的部分進行修改，會有哪些變化。并且可以得到很直接的成就反饋。
做深度學習，肯定最熟悉的就是 CNN 做圖片分類。在一張圖片上，通過卷積來一層層的提取特征，最終實現分類的效果。那么我們既然已經知道如何實現一個分類器，接下來就來看看如何用 CNN 完成圖片的分類。
這里的數據集我們選擇 mnist，是大家經常用來作為入門的圖片分類數據集，內容是各種手寫數字的展示。在安裝 torch 的時候，大家參考的教程一般也會推薦安裝 torchvision。在這個之中給出了一個 dataset 的集合，其中包括了各種各樣的常見數據集，mnist 自然也是其中之一。
對于這些數據集的使用方法，主要是 root，transform 等幾個參數，并不是很難。然后對應的有一個 torch.data 中的 DataLoader 方法，可以用來讓數據按自己想要的 batch 生成。具體的如何并行式生成數據，在本文的最后一部分會進行介紹。這里我們只需要知道可以使用 DataLoader 并行式按批生成數據。
核心的是如何構建一個 CNN 網絡。我們前面學會了分類器，只使用了一個隱藏層進行 embedding 操作就可以了。那么如果要實現 CNN，我們自然要加入卷積層，激活層，池化層這些操作。
class CNN(nn.Module): ? ?def __init__(self): ? ? ? ?super(CNN, self).__init__() ? ? ? ?self.conv1 = nn.Sequential( ? ? ? ? ? ?nn.Conv2d( ? ? ? ? ? ? ? ?in_channels=1, ? ? ? ? ? ? ? ?out_channels=16, ? ? ? ? ? ? ? ?kernel_size=5, ? ? ? ? ? ? ? ?stride=2, ? ? ? ? ? ? ? ?padding=2, ? ? ? ? ? ?), ? ? ? ? ? ?nn.ReLU(), ? ? ? ? ? ?nn.MaxPool2d(2) ? ? ? ?) ? ? ? ?self.conv2 = nn.Sequential( ? ? ? ? ? ?nn.Conv2d(16, 32, 5, 1, 2), ? ? ? ? ? ?nn.ReLU() ? ? ? ?) ? ? ? ?self.out = nn.Linear(32 * 7 * 7, 10) ? ?def forward(self, x): ? ? ? ?x = self.conv1(x) ? ? ? ?x = self.conv2(x) ? ? ? ?x = x.view(x.size(0), -1) ? ? ? ?output = self.out(x) ? ? ? ?return output所以按照這個樣子，我們就可以改造前面簡單分類器的結構，生成我們現在的 CNN 結構。從代碼中可以看到，將第一個卷積層設計為：卷積+激活+最大池化；第二個卷積層設計為：卷積+激活。最后跟上一個全連接層，實現整個 CNN 的網絡結構設計。
最終的網絡運行結果可以對 mnist 數據集達到 97% 以上的分類精度，可見 CNN 在圖片分類領域的確有獨到的優勢。
現在我們通過適當的改造實現了一個 CNN 在圖片分類上的應用，具體的更多細節可以參考：pytorch學習筆記(2)：在 MNIST 上實現一個 cnn
那么在完成了這一步的操作后，我們可能需要思考一點：如果我自己想去做一些更自定義的網絡結構出來，該如何實現呢？我又怎么知道去修改哪里，以及修改成什么樣子呢？所以接下來需要了解的是 torch 都提供了哪些集成好的常用網絡層。
3. 常用網絡層介紹
通過兩個遞進的例子，我們已經知道了該如何實現一個基本的 CNN 網絡結構。但是如前面提到的問題一樣，如果想改某一部分，應該怎么改呢？
所以從學習的角度出發的話，現在應該考慮的是介紹常用的網絡層都有哪些。然后我們就可以(成為一個調包俠。哈哈，入門肯定要從調包開始嘛~)開始針對自己想要設計的網絡結構選擇合適的模塊啦~
在這部分我們從以下幾個方面去對 pytorch 提供的網絡層進行了介紹：
卷積層：自帶了一維，二維，三維等卷積函數；池化層：可選的有最大池化，平均池化等；Dropout：有一維，二維等選擇；BN層：是否加入 BN 層的操作；激活函數：elu，relu，sigmoid，tanh，softmax 等層可供選擇；損失函數：mse，CrossEntropy 等可供選擇。總體來說這部分內容，我簡單的給一個大綱，就不過多贅述了，具體的每部分的細節參數設置，以及一些幫助大家理解的實例都可以在這篇文章中進一步查看：pytorch學習筆記(3)：常用網絡層介紹。
4. tensorboard 可視化
現在我們具備了初步構建自定義網絡結構的能力，也可以完成在自帶數據集上進行訓練和測試的操作。那么如何讓我們對訓練過程中的性能有一個更直觀的認識呢？對網絡結構如何進行可視化呢？數據集的內容是什么樣子的？
這些功能我們都可以用一個名為 tensorboard 的工具來實現，這個工具在 TensorFlow 中也很常用。
如何學習使用 tensorboard 呢？這部分我們建議從如下幾個步驟去進行：首先舉一個簡單的例子，讓代碼示例跑起來；然后將整個訓練過程可視化出來；最后再展示如何可視化數據集的內容以及網絡結構流程。
4.1 run一個例子
這里我們選擇先運行一個官方教程給出的例子，了解如何使用 tensorboard 的基本流程：
from torch.utils.tensorboard import SummaryWriterwriter = SummaryWriter()x = range(100)for i in x: ? ?writer.add_scalar('y=2x', i * 2, i)writer.close()從這個流程中我們可以看到，引入了一個 SummaryWriter 類，然后生成一個 writer 對象，在 for 循環中，每次調用 add_scalar() 方法，往進添加內容。
在完成這個代碼后，如果我們在終端中輸入：
tensorboard --logdir='runs'我們會得到一副 y=2x 的斜線，這就相當于揭示了 tensorboard 的本質。每次將一個值傳入 ‘runs’ 文件夾中的文件中，然后在終端中去調用保存的數據，產生我們想要的圖形。
這一步我們主要是理解上面的這個流程，那么我們就來看看該怎么替換想要換掉的模塊，來生成我們想要生成的圖形。
4.2 可視化 CNN 的訓練數據
前面第二部分，我們定義了一個 CNN 來實現對圖片的分類效果。那么在訓練過程中的 accuracy 和 loss 是如何變化的呢？
output = cnn(b_x)loss = loss_func(output, b_y)optimizer.zero_grad()loss.backward()optimizer.step()if step % 50 == 0: ? ?test_output = cnn(test_x) ? ?pred_y = torch.max(test_output, 1)[1].data ? ? ? ? ? ? ? ?accuracy = float((pred_y == test_y.data.numpy()).astype(int).sum()) / float(test_y.size(0)) ? ?writer.add_scalar("Train/Accuracy", accuracy, step)writer.add_scalar("Train/Loss", loss.item(), step)這里我們可以看出來是訓練部分的內容，只是在后面加上了我們前面的一個步驟：添加了兩行 add_scalar() 方法。其實就是訓練時每隔 50 步都進行一次測試，并將測試結果記錄下來，并且每一步的 loss 也都會保存下來。
所以到最后，我們在終端中輸入上面提到的：tensorboard —logdir=dir，就可以看到下面這幅圖：
4.3 圖片和模型的可視化
除了上面對數值的記錄，tensorboard 還提供了諸如圖片和模型等的可視化，相比于使用 add_scalar()，這里我們使用 add_image() 和 add_graph() 來實現對應的功能。
add_image() 對圖片數據進行保存，每次輸入一個 batch 的數據，也就是說 batch 有多大，其實相當于可視化了多少的 image。
add_graph() 則是對模型結構的保存，在可視化的時候，就可以對這些內容進行自動展示。
這里我們主要是介紹概括性的方法與學習流程，具體的關于 tensorboard 的內容，每個方法的參數設置，包括數據保存的路徑等內容，大家可以進一步參考：pytorch學習筆記(4)：tensorboard 可視化。
5. vgg 及一些 tricks
這一部分的內容就比較簡單了，找一個比較經典的深層網絡來實現一下，驗證一下我們之前的基礎。此外，再介紹一種方法來簡化深層網絡的構造方法。
首先實現一個 vgg 本身并沒有太多難度，我們看一看 paper，就可以知道網絡的結構設置。我們不拘泥于 vgg，而是說一個深層次的網絡的構成。
實現一個長的網絡，本質上還是按照前面的思路，一層層的把網絡堆疊起來。我們先看使用 Sequential 構建一個卷積層的樣子：
這是一層的網絡樣子，我們根據自己要實現的網絡定義，比如參考 vgg 的 paper 內容，定義了卷積層的各個參數，加上 BN 層，加上 relu 進行激活。
整體就是我們定義好的一層，其它層以此類推，用我們前面介紹的常用網絡層就可以像搭積木一樣，把它們搭建起來。
所以按照前面的教程思路，一個深層的神經網絡，例如 vgg，本質上是可以通過簡單的堆疊來實現的。最后我們在 forward 函數中，定義好如下內容：
def forward(self, x): ? ?x = self.conv1(x) ? ?x = self.conv2(x) ? ?x = self.conv3(x) ? ?x = self.conv4(x) ? ?x = self.conv5(x) ? ?x = self.conv6(x) ? ?x = self.conv7(x) ? ?x = self.conv8(x) ? ?x = self.conv9(x) ? ?x = self.conv10(x) ? ?x = self.conv11(x) ? ?x = self.conv12(x) ? ?x = self.conv13(x) ? ?x = x.view(x.size(0), -1) ? ?output = self.out(x) ? ?return output可以看到從內容上就是前面的 CNN 的擴展，沒有技術上的新東西。但是也顯然易見，有點丑陋，寫這么長個 forward，而且還看起來都是重復的東西，程序員當然不能容忍重復的內容一直出現。
所以這里分為兩步我們去考慮如何簡化一個模型：sequential 以 list 的形式輸入各層的網絡結構；更加方便的生成各層網絡結構的 list。具體的意思是什么呢？我們簡單的展開來講一下。
對一個網絡的設置而言，我們使用 Sequential 來定義我們想要的一層網絡。這里的一層往往指代卷積+激活+池化等，當然不固定是這樣子。換句話說，一個 Sequential 里面本身就定義了不止一個網絡，那么我們是否可以將所有網絡都放到一個 Sequential 里面來？答案是可以的！
對于一個 Sequential，我們可以將所有的網絡結構都輸入進去，以動態參數的方式。也就是說，我們讓 Sequential 的輸入是這個形式：*[網絡層1，網絡層2，…，網絡層n]。可以看到，是一個 list 前面加 *，就可以將 list 中的所有元素以參數的方式傳進去。
但是這樣輸入進來的參數，需要一個非常非常長的 list。在定義這個 list 的時候，顯得我們的模型更加難看。所以我們需要一個優雅的方式，來生成這樣一個 list，其中的每個元素都是我們想要的網絡層結構。所以我們介紹的生成方式就是下述代碼：
這里就可以很直接的看到，最終生成的 layers 這個 list，就是我們想要的內容，其中包含了我們需要的每個網絡層結構。在 for 循環中就是我們生成的方式，按照在參數 cfg 中定義的內容，依次往 layers 中添加我們需要的內容。數字表示該卷積層的輸出通道，字母 ‘M' 表示最大池化。
可以看到，以這種方式，我們就可以通過只調整 cfg 這個 list，最終實現目標的深層次的神經網絡的設計。更詳細的介紹和設計，可以參考我們之前的學習筆記：pytorch學習筆記(5)：vgg 實現以及一些 tricks。
6. GPU 和如何保存加載模型
到了這一步，我們的網絡深度也加上來了，是時候考慮一下 GPU 加速的問題了。GPU 在深度學習中是無論如何也繞不過去的一個話題，好在 pytorch 在 GPU 的使用方面給了非常友好的接口，下面我們就看一下如何使用 GPU 加速，以及如何保存訓練好的模型，到測試時再加載出來。
6.1 先看看 GPU 咋用吧
我們就來說一下 GPU 在 pytorch 中有多么簡單易用吧。首先如下簡單命令：
torch.cuda.is_available()這條命令可以判讀你是否安裝好了 GPU 版本的 pytorch，或者你的顯卡是否可以使用，如果結果顯示 True，那我們就可以進行下一步了。
GPU 的使用在 pytorch 中，我們就記住三部分：遷移數據，遷移模型，遷回數據。
首先遷移數據是指，我們需要將數據遷移到 GPU 上，這個時候就體現出顯存的重要性，顯存越大，就可以往進遷移的數據越多；
其次是遷移模型，也就是說將我們定義好的網絡模型也遷移到 GPU 上，這個時候就可以在 GPU 上對給定模型，利用遷移進來的數據進行訓練和測試；
最后是遷回數據，也就是說將測試好的結果再返回 CPU，進行下一步的其它處理，比如計算精度之類。
這里給一個小栗子來為大家看一下這三步：
# 指定好用的 GPU 設備，如果是單卡，一般就是 0.device = "cuda:0"# 遷移數據images = images.to(device)labels = labels.to(device)# 遷移網絡，將我們定義好的網絡 cnn 遷移到 GPU 中。cnn.to(device)# 訓練...# 測試... 生成測試結果 pred_y# 遷回數據，將 pred_y 再遷回 CPU。pred_y = pred_y.cpu()通過這個例子，我們可以很清晰的看到如何使用 GPU 完成我們上所述的三個步驟。只要保證了將這三部分加入到你的代碼中，中間的訓練和測試依然保持原樣，我們就實現了利用 GPU 加速的目的。
6.2 訓練好的模型如何保存和加載呢？
關于 pytorch 中的模型保存，一般有兩種途徑：只保存網絡參數，保存整個網絡。
首先要知道的一點是，在 pytorch 中所有的網路參數數據都是一個 dict，也就是網絡對象的 state_dict() 參數。那么我們如果想保存下來需要的內容，其實在底層操作方面并不復雜。
現在來看如何保存模型，其實就一條語句：torch.save(content，path)，就可以將需要的 content 保存到目標的 path 中。這里唯一的需要思考的是如何區分只保存網絡參數，還是保存整個網絡。
只保存網絡參數時，我們的 content 就是 cnn.state_dict()，如果保存整個網絡，content 就是 cnn。下面兩行代碼分別是只保存參數和保存整個網絡：
torch.save(cnn.state_dict(), PATH)torch.save(cnn, PATH)可以看到保存的方式非常方便，一個函數就可以完成。那么對應的，讀取的方式是什么呢？
分別用兩個不同的方法來進行讀取：load_state_dict() 和 load()。
只看名稱也可以想到前者是讀取參數，后者是讀取整個網絡。但是只讀取參數的話，我們需要提前定義好對應的網絡對象，然后通過讀取參數的方式，為網絡的結構中填充相應的參數。
具體的如何使用 GPU 加速模型，如何存儲和讀取訓練好的網絡，細節的代碼和例子可以看：pytorch學習筆記(6)：GPU 和如何保存加載模型。
7. RNN 回歸
前面我們介紹了 CNN 的創建方式，常用的網絡層，基于此的基礎上，又介紹了一些其它的相關操作，比如 GPU 加速等。現在我們來看系列教程的最后一部分，就是如何使用 RNN。
以 RNN 為例，我們構建一個回歸器，以此來介紹 RNN 在 pytorch 中的使用方法，幫助大家入門 RNN 的操作過程。
7.1 RNN 參數
我們這里不再贅述 RNN 的定義和內容，在本節后面的文章鏈接中，詳細的介紹了這一部分。我們在這里只說一下在 pytorch 中的 RNN 類可以設置的參數。
input_size：這個參數表示的輸入數據的維度。比如輸入一個句子，這里表示的就是每個單詞的詞向量的維度。hidden_size?：可以理解為在 CNN 中，一個卷積層的輸出維度一樣。這里表示將前面的 input_size 映射到一個什么維度上。num_layers：表示循環的層數。舉個栗子，將 num_layers 設置為 2，也就是將兩個 RNN 堆疊在一起，第一層的輸出作為第二層的輸入。默認為 1。nonlinearity：這個參數對激活函數進行選擇，目前 pytorch 支持 tanh 和 relu，默認的激活函數是 tanh。bias：這個參數表示是否需要偏置項，默認為 True。batch_first：這個是我們數據的格式描述，在 pytorch 中我們經常以 batch 分組來訓練數據。這里的 batch_size 表示 batch 是否在輸入數據的第一個維度，如果在第一個維度則為 True，默認為 False，也就是第二個維度。dropout：這里就是對每一層的輸出是否加一個 dropout 層，如果參數非 0，那么就會加上這個 dropout 層。值得注意的是，對最后的輸出層并不會加，也就是這個參數只有在 num_layers 參數大于 1 的時候才有意義。默認為 0。bidirectional：如果為 True，則表示 RNN 網絡為雙向結構，默認為 False。這些參數的給定，我們就可以輕松的去設置我們想要的 RNN 結構。此處 input_size 和 hidden_size 是兩個必須傳入的參數，需要讓網絡知道將什么維度的輸入映射到什么維度上去。其余的參數都給了比較常用的默認值。
7.2 回歸器：用 sin 預測 cos
在這里我們舉一個非常容易理解的例子。也不去折騰什么復雜數據集，我們同樣使用一個簡單的自定義數據集：sin 函數作為 data，cos 函數作為 label。因為重點是學習 RNN 的使用，所以我們無需測試集，只看訓練的擬合程度，判斷是否成功收斂就可以了。
首先給出來我們定義的 RNN 結構，再對其中的細節進行解讀：
class RNN(nn.Module): ? ?def __init__(self): ? ? ? ?super(RNN, self).__init__() ? ? ? ?self.rnn = nn.RNN( ? ? ? ? ? ?input_size=1, ? ? ? ? ? ?hidden_size=32, ? ? ? ? ? ?batch_first=True, ? ? ? ?) ? ? ? ?self.out = nn.Linear(32, 1) ? ?def forward(self, x, h_state): ? ? ? ?r_out, h_state = self.rnn(x, h_state) ? ? ? ?outs = [] ? ? ? ?for time_step in range(r_out.size(1)): ? ? ? ? ? ?outs.append(self.out(r_out[:, time_step, :])) ? ? ? ?return torch.stack(outs, dim=1), h_state我們先看第一部分 RNN 的結構上，定義了三個參數：input_size，hidden_size，batch_first。
input_size 我們設置為 1，是因為每次輸入的數據上，只有一個點的位置，數據是一維數據；
hidden_size 設置為 32，表示我們想要將這個數據映射到 32 維的隱空間上，這個值由自己進行選擇，不要太小，也不要太大(太小會導致擬合能力較差，太大會導致計算資源消耗過多)；
batch_first 設為 True，表示我們的數據格式中，第一個維度是 batch。
最終，根據前面對參數的介紹，可以得知，我們構建了一個單層的 RNN 網絡，輸入的每個 time_step 上的數據都是一維的，通過將其映射到 32 維的隱空間上，來發掘對標簽數據的擬合關系。
接下來我們看一下 forward 函數中的內容，與 CNN 的 forward 中有些不一樣。在 CNN 中，我們直接將對應的網絡結構往一起拼接就可以，這里多了一些奇怪的參數。這是為什么呢？
從第一行開始看起，首先 RNN 我們都知道，每個 time_step 的循環中，都是將上一個循環的隱狀態和當前的輸入結合起來作為輸入。那么 r_out 和 h_state 就是當前狀態的輸出和隱狀態。
第二行的 outs 是一個空列表，用來存儲什么內容呢？我們往下看。
后面是一個 for 循環，循環的次數取決于 r_out.size(1)。這個參數表示什么呢？r_out 我們知道是輸出，這個輸出的格式應該和輸入是相同格式(batch，time_step，hidden_size)，所以 r_out.size(1) 表示了這批數據的 time_step 的大小，也就是這批數據有多少個點。將對應的數據進行 self.out() 操作，也就是將 32 維的數據再映射到 1 維，并將結果 append 到 outs 中。
這里我們就知道前面定義的 outs 列表用來裝什么數據了，最后將結果 stack 起來，作為 forward 的返回值。
這里看一下訓練過程中的擬合情況：
藍色線條展示了模型的擬合過程，可以看到最終逐漸擬合到了目標的 cos 曲線上(紅色線條)。
本部分更多的細節，包括 RNN 原理的簡單介紹，對應的網絡的運行細節都在：第七篇文章 中可以看到。除此之外，這篇文章中還進一步給出了一個利用 LSTM 實現一個對 mnist 數據集進行分類的例子，幫助我們可以學習 pytorch 中 LSTM 的使用方法，非常建議看一下這篇文章：pytorch學習筆記(7)：RNN 和 LSTM 實現分類和回歸。
番外篇：如何進階
番外篇不是說不重要的一步，而是更多的想表達我對學習流程為何這么設置的思路。通過前面的文章，大家肯定可以算是基本入門了 pytorch 的使用，至少不會出現想要實現一個網絡時，手足無措的情況。但是如果從學好這個框架出發，這肯定是遠遠不夠的。
那么我們應該如何去學好這個非常流行的框架呢？我們首先應該是按照前面文章的思路一樣，將整體流程的思維架設起來，知道應該怎么入手，可能大神還會給你說如何底層加速，如何優化細節，如何并行式加載數據等。但是我們如果一上來就學的那么細，可能現在還云里霧里，不知道那種細節性的文章在說什么。
所以這里我們給出一個并行式加載數據的例子，讓大家知道，在架設起來對 pytorch 的整體性認知以后，我們就可以很輕松的去針對性補充自己需要學會的內容。
這里給出一篇文章的例子，講解了如何提高數據加載的速度，讓我們可以利用 pytorch 自帶的 DataLoader 類，自定義設置自己的數據加載類型，讓你的數據生成不再成為訓練的瓶頸。具體的細節可以看：一個例子告訴你，在 pytorch 中應該如何并行生成數據。
重點不是這篇文章，而是授之以漁。按照這類方法，大家就可以進一步去優化自己的知識體系，補充對細節上的提升。大家通過本篇系列文章的匯總教程以后，就可以很輕松的去學習其它對 pytorch 技能進行優化的進階文章了。
總結
這是一篇對 pytorch 進行入門教程的文章，不僅僅是對框架的學習，這樣的學習方法也可以借鑒到其它的框架，編程語言等中去。
編? 輯：趙彤
審? 核：邢玉玲
來? 源：機器學習與推薦系統公眾號
僅做學習交流，非商業用途，侵刪。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的pytorch自带网络_【方家之言】一篇长文学懂 pytorch的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： python编程设计_Python程序设
- 下一篇： python怎么画两幅图_python