Pytorch基础（6）----参数初始化

一、使用Numpy初始化：【直接对Tensor操作】

• 对Sequential模型的参数进行修改：

 import numpy as np
 import torch
 from torch import nn

 # 定义一个 Sequential 模型
 net1 = nn.Sequential(
     nn.Linear(30, 40),
     nn.ReLU(),
     nn.Linear(40, 50),
     nn.ReLU(),
     nn.Linear(50, 10)
 )

 # 访问第一层的参数
 w1 = net1[0].weight
 b1 = net1[0].bias
 print(w1)

 #对第一层Linear的参数进行修改：
 # 定义第一层的参数 Tensor 直接对其进行替换
 net1[0].weight.data = torch.from_numpy(np.random.uniform(3, 5, size=(40, 30)))
 print(net1[0].weight)
23
24 #若模型中相同类型的层都需要初始化成相同的方式，一种更高效的方式：使用循环去访问：
25 for layer in net1:
26     if isinstance(layer, nn.Linear): # 判断是否是线性层
27         param_shape = layer.weight.shape
28         layer.weight.data = torch.from_numpy(np.random.normal(0, 0.5, size=param_shape)) 
29         # 定义为均值为 0，方差为 0.5 的正态分布

• 对Module模型 的参数初始化：

对于 Module 的参数初始化，其实也非常简单，如果想对其中的某层进行初始化，可以直接像 Sequential 一样对其 Tensor 进行重新定义，其唯一不同的地方在于，如果要用循环的方式访问，需要介绍两个属性，children 和 modules，下面我们举例来说明：

1、创建Module模型类：

 class sim_net(nn.Module):
     def __init__(self):
         super(sim_net, self).__init__()
         self.l1 = nn.Sequential(
             nn.Linear(30, 40),
             nn.ReLU()
         )

         self.l1[0].weight.data = torch.randn(40, 30) # 直接对某一层初始化

         self.l2 = nn.Sequential(
             nn.Linear(40, 50),
             nn.ReLU()
         )

         self.l3 = nn.Sequential(
             nn.Linear(50, 10),
             nn.ReLU()
         )

     def forward(self, x):
         x = self.l1(x)
         x =self.l2(x)
         x = self.l3(x)
         return x

2、创建模型对象：

net2 = sim_net()

3、访问children：

# 访问 children
for i in net2.children():
    print(i)
　　　　　#打印的结果：

Sequential(
  (0): Linear(in_features=30, out_features=40)
  (1): ReLU()
)
Sequential(
  (0): Linear(in_features=40, out_features=50)
  (1): ReLU()
)
Sequential(
  (0): Linear(in_features=50, out_features=10)
  (1): ReLU()
)

4、访问modules：

# 访问 modules
for i in net2.modules():
    print(i)

#打印的结果
sim_net(
  (l1): Sequential(
    (0): Linear(in_features=30, out_features=40)
    (1): ReLU()
  )
  (l2): Sequential(
    (0): Linear(in_features=40, out_features=50)
    (1): ReLU()
  )
  (l3): Sequential(
    (0): Linear(in_features=50, out_features=10)
    (1): ReLU()
  )
)
Sequential(
  (0): Linear(in_features=30, out_features=40)
  (1): ReLU()
)
Linear(in_features=30, out_features=40)
ReLU()
Sequential(
  (0): Linear(in_features=40, out_features=50)
  (1): ReLU()
)
Linear(in_features=40, out_features=50)
ReLU()
Sequential(
  (0): Linear(in_features=50, out_features=10)
  (1): ReLU()
)
Linear(in_features=50, out_features=10)
ReLU()

通过上面的例子，可以看到：

children 只会访问到模型定义中的第一层，因为上面的模型中定义了三个 Sequential，所以只会访问到三个 Sequential，而 modules 会访问到最后的结构，比如上面的例子，modules 不仅访问到了 Sequential，也访问到了 Sequential 里面，这就对我们做初始化非常方便。

5、采用循环初始化：

for layer in net2.modules():
    if isinstance(layer, nn.Linear):
        param_shape = layer.weight.shape
        layer.weight.data = torch.from_numpy(np.random.normal(0, 0.5, size=param_shape))

二、torch.nn.init初始化

PyTorch 还提供了初始化的函数帮助我们快速初始化，就是 torch.nn.init，其操作层面仍然在 Tensor 上。先介绍一种初始化方法：

Xavier 初始化方法：

其中 和 表示该层的输入和输出数目。

这种非常流行的初始化方式叫 Xavier，方法来源于 2010 年的一篇论文 Understanding the difficulty of training deep feedforward neural networks，其通过数学的推到，证明了这种初始化方式可以使得每一层的输出方差是尽可能相等的。

torch.nn.init：

from torch.nn import init

init.xavier_uniform(net1[0].weight) # 这就是上面我们讲过的 Xavier 初始化方法，PyTorch 直接内置了其实现

#这就直接修改了net1[0].weight的值