pytorch tensor内所有元素相乘实例

Fawn ·
更新时间:2024-11-13
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tensor内所有元素相乘

tensor乘法运算汇总与解析

元素一一相乘

向量点乘

矩阵乘法

vector 与 matrix 相乘

matrix 与 vector 相乘

带有batch_size 的 broad cast乘法

tensor内所有元素相乘 a = torch.Tensor([1,2,3]) print(torch.prod(a))

输出 

tensor(6.)

tensor乘法运算汇总与解析 元素一一相乘

该操作又称作 “哈达玛积”, 简单来说就是 tensor 元素逐个相乘。这个操作,是通过 * 也就是常规的乘号操作符定义的操作结果。torch.mul 是等价的。

import torch def element_by_element():     x = torch.tensor([1, 2, 3])     y = torch.tensor([4, 5, 6])     return x * y, torch.mul(x, y) element_by_element() (tensor([ 4, 10, 18]), tensor([ 4, 10, 18]))

这个操作是可以 broad cast 的。

def element_by_element_broadcast():     x = torch.tensor([1, 2, 3])     y = 2     return x * y element_by_element_broadcast() tensor([2, 4, 6]) 向量点乘

torch.matmul: If both tensors are 1-dimensional, the dot product (scalar) is returned.

如果都是1维的,返回的就是 dot product 结果

def vec_dot_product():     x = torch.tensor([1, 2, 3])     y = torch.tensor([4, 5, 6])     return torch.matmul(x, y) vec_dot_product() tensor(32) 矩阵乘法

torch.matmul: If both arguments are 2-dimensional, the matrix-matrix product is returned.

如果都是2维,那么就是矩阵乘法的结果返回。与 torch.mm 是等价的,torch.mm 仅仅能处理的是矩阵乘法。

def matrix_multiple():     x = torch.tensor([         [1, 2, 3],         [4, 5, 6]     ])     y = torch.tensor([         [7, 8],         [9, 10],         [11, 12]     ])     return torch.matmul(x, y), torch.mm(x, y) matrix_multiple() (tensor([[ 58,  64],          [139, 154]]), tensor([[ 58,  64],          [139, 154]])) vector 与 matrix 相乘

torch.matmul: If the first argument is 1-dimensional and the second argument is 2-dimensional, a 1 is prepended to its dimension for the purpose of the matrix multiply. After the matrix multiply, the prepended dimension is removed.

如果第一个是 vector, 第二个是 matrix, 会在 vector 中增加一个维度。也就是 vector 变成了 与 matrix 相乘之后,变成 , 在结果中将 维 再去掉。

def vec_matrix():     x = torch.tensor([1, 2, 3])     y = torch.tensor([         [7, 8],         [9, 10],         [11, 12]     ])     return torch.matmul(x, y) vec_matrix() tensor([58, 64]) matrix 与 vector 相乘

同样的道理, vector会被扩充一个维度。

def matrix_vec():     x = torch.tensor([         [1, 2, 3],         [4, 5, 6]     ])     y = torch.tensor([         7, 8, 9     ])     return torch.matmul(x, y) matrix_vec() tensor([ 50, 122]) 带有batch_size 的 broad cast乘法 def batched_matrix_broadcasted_vector():     x = torch.tensor([         [             [1, 2], [3, 4]         ],         [             [5, 6], [7, 8]         ]     ])     print(f"x shape: {x.size()} \n {x}")     y = torch.tensor([1, 3])     return torch.matmul(x, y) batched_matrix_broadcasted_vector() x shape: torch.Size([2, 2, 2])   tensor([[[1, 2],          [3, 4]],         [[5, 6],          [7, 8]]]) tensor([[ 7, 15],         [23, 31]]) batched matrix x batched matrix def batched_matrix_batched_matrix():     x = torch.tensor([         [             [1, 2, 1], [3, 4, 4]         ],         [             [5, 6, 2], [7, 8, 0]         ]     ])     y = torch.tensor([         [             [1, 2],              [3, 4],              [5, 6]         ],         [             [7, 8],              [9, 10],              [1, 2]         ]     ])     print(f"x shape: {x.size()} \n y shape: {y.size()}")     return torch.matmul(x, y) xy = batched_matrix_batched_matrix() print(f"xy shape: {xy.size()} \n {xy}") x shape: torch.Size([2, 2, 3])   y shape: torch.Size([2, 3, 2]) xy shape: torch.Size([2, 2, 2])   tensor([[[ 12,  16],          [ 35,  46]],         [[ 91, 104],          [121, 136]]])

上面的效果与 torch.bmm 是一样的。matmul 比 bmm 功能更加强大,但是 bmm 的语义非常明确, bmm 处理的只能是 3维的。

def batched_matrix_batched_matrix_bmm():     x = torch.tensor([         [             [1, 2, 1], [3, 4, 4]         ],         [             [5, 6, 2], [7, 8, 0]         ]     ])     y = torch.tensor([         [             [1, 2],              [3, 4],              [5, 6]         ],         [             [7, 8],              [9, 10],              [1, 2]         ]     ])     print(f"x shape: {x.size()} \n y shape: {y.size()}")     return torch.bmm(x, y) xy = batched_matrix_batched_matrix() print(f"xy shape: {xy.size()} \n {xy}") x shape: torch.Size([2, 2, 3])   y shape: torch.Size([2, 3, 2]) xy shape: torch.Size([2, 2, 2])   tensor([[[ 12,  16],          [ 35,  46]],         [[ 91, 104],          [121, 136]]]) tensordot def tesnordot():     x = torch.tensor([         [1, 2, 1],          [3, 4, 4]])     y = torch.tensor([         [7, 8],          [9, 10],          [1, 2]])     print(f"x shape: {x.size()}, y shape: {y.size()}")     return torch.tensordot(x, y, dims=([0], [1])) tesnordot() x shape: torch.Size([2, 3]), y shape: torch.Size([3, 2]) tensor([[31, 39,  7],         [46, 58, 10],         [39, 49,  9]])

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持软件开发网。



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