pytorch 改变tensor尺寸的实现

Pytorch是一个基于Python的科学计算库，它支持动态图和静态图两种计算图模式，广泛应用于深度学习领域。在深度学习中，常常需要对Tensor进行改变尺寸的操作，如调整维度、扩展维度、压缩维度等。本文将从多个角度介绍Pytorch如何实现Tensor尺寸的改变。一、Pytorch中的Tensor和尺寸

Tensor是Pytorch中的基本数据类型，类似于Numpy中的多维数组。在Pytorch中，我们可以通过torch.Tensor()函数创建一个Tensor，也可以通过torch.rand()、torch.ones()等函数创建不同尺寸和类型的Tensor。Tensor的尺寸是指它的维度大小，例如一个二维Tensor的尺寸可以表示为（3,4），即有3行4列。Pytorch中的Tensor尺寸可以通过size()函数获取，也可以通过shape属性获取。

二、改变Tensor尺寸的方法

1. view方法

Pytorch中最常用的改变Tensor尺寸的方法是view方法。view方法可以将一个Tensor的维度重新排列，并返回一个新的Tensor，而不改变原来的数据。例如，我们可以通过以下代码将一个大小为（2,3,4）的Tensor转换为大小为（3,8）的Tensor：

```

import torch

x = torch.randn(2,3,4)

y = x.view(3,8)

print(y.size()) # 输出torch.Size([3, 8])

```

需要注意的是，view方法只能用于不改变元素个数的情况下，否则会报错。例如，将一个大小为（2,3,4）的Tensor转换为大小为（3,7）的Tensor就会报错，因为3*7=21，而2*3*4=24。

2. reshape方法

reshape方法与view方法类似，也可以用于改变Tensor的尺寸。不同的是，reshape方法可以处理改变元素个数的情况，当新的Tensor尺寸与原来的Tensor尺寸不同但元素个数相同时，reshape方法会自动调整维度。例如，我们可以通过以下代码将一个大小为（2,3,4）的Tensor转换为大小为（3,8）的Tensor：

```

import torch

x = torch.randn(2,3,4)

y = x.reshape(3,8)

print(y.size()) # 输出torch.Size([3, 8])

```

需要注意的是，reshape方法返回的是一个新的Tensor，而不是原来的Tensor。如果需要修改原来的Tensor，需要使用inplace参数：

```

import torch

x = torch.randn(2,3,4)

x.reshape_(3,8) # 注意这里有个下划线

print(x.size()) # 输出torch.Size([3, 8])

```

3. transpose方法

transpose方法可以交换Tensor的维度，从而改变Tensor的尺寸。例如，我们可以通过以下代码将一个大小为（2,3,4）的Tensor转换为大小为（4,3,2）的Tensor：

```

import torch

x = torch.randn(2,3,4)

y = x.transpose(0,2).transpose(1,2) # 交换维度0和2，再交换维度1和2

print(y.size()) # 输出torch.Size([4, 3, 2])

```

需要注意的是，transpose方法返回的是一个新的Tensor，而不是原来的Tensor。

4. unsqueeze和squeeze方法

unsqueeze方法可以在Tensor的指定维度上增加一个维度，从而改变Tensor的尺寸。例如，我们可以通过以下代码将一个大小为（2,3）的Tensor转换为大小为（2,1,3）的Tensor：

```

import torch

x = torch.randn(2,3)

y = x.unsqueeze(1)

print(y.size()) # 输出torch.Size([2, 1, 3])

```

需要注意的是，unsqueeze方法返回的是一个新的Tensor，而不是原来的Tensor。

squeeze方法与unsqueeze方法相反，可以去除Tensor中尺寸为1的维度。例如，我们可以通过以下代码将一个大小为（2,1,3）的Tensor转换为大小为（2,3）的Tensor：

```

import torch

x = torch.randn(2,1,3)

y = x.squeeze(1)

print(y.size()) # 输出torch.Size([2, 3])

```

需要注意的是，squeeze方法返回的是一个新的Tensor，而不是原来的Tensor。

三、总结

Pytorch提供了多种方法来改变Tensor的尺寸，包括view、reshape、transpose、unsqueeze和squeeze方法。这些方法都可以在不改变数据的情况下改变Tensor的维度，从而满足不同的深度学习任务需求。