基于pytorch写一段自注意力机制(self-attention)的模型实现,再讲解一下如何对这个模型进行优化,并写一个例子

时间: 2024-02-05 09:10:56 浏览: 27
好的,下面是一个基于 PyTorch 实现的自注意力机制模型: ```python import torch.nn as nn import torch class SelfAttention(nn.Module): def __init__(self, embed_size, heads): super(SelfAttention, self).__init__() self.embed_size = embed_size self.heads = heads self.head_dim = embed_size // heads assert (self.head_dim * heads == embed_size), "Embed size needs to be divisible by heads" self.values = nn.Linear(self.head_dim, self.head_dim, bias=False) self.keys = nn.Linear(self.head_dim, self.head_dim, bias=False) self.queries = nn.Linear(self.head_dim, self.head_dim, bias=False) self.fc_out = nn.Linear(self.head_dim * heads, embed_size) def forward(self, values, keys, query, mask): # split embedding into self.heads pieces N = query.shape[0] value_len, key_len, query_len = values.shape[1], keys.shape[1], query.shape[1] # Split the embedding into self.heads pieces values = values.reshape(N, value_len, self.heads, self.head_dim) keys = keys.reshape(N, key_len, self.heads, self.head_dim) query = query.reshape(N, query_len, self.heads, self.head_dim) # Transpose to get dimensions batch_size * heads * sequence_length * head_dim values = values.transpose(1, 2) keys = keys.transpose(1, 2) query = query.transpose(1, 2) # Calculate the energy energy = torch.matmul(query, keys.transpose(-2, -1)) # Apply the mask if mask is not None: energy = energy.masked_fill(mask == 0, float('-1e20')) # Normalize the attention scores attention = torch.softmax(energy / (self.embed_size ** (1/2)), dim=-1) # Multiply the attention scores with the values out = torch.matmul(attention, values) # Concatenate heads and put through final linear layer out = out.transpose(1, 2).reshape(N, query_len, self.heads * self.head_dim) out = self.fc_out(out) return out ``` 上面的模型是一个简单的自注意力机制模型,由多头注意力实现,接受三个输入:values、keys 和 query,并返回注意力得分计算后的输出。 接下来,我们可以使用 Adam 优化器对这个模型进行优化,如下所示: ```python import torch.optim as optim model = SelfAttention(embed_size=128, heads=8) optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) criterion = nn.CrossEntropyLoss() # training loop for epoch in range(num_epochs): for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader): # forward pass output = model(data) # calculate loss loss = criterion(output, target) # backward pass and optimization optimizer.zero_grad() loss.backward() optimizer.step() ``` 在这个例子中,我们使用交叉熵损失作为损失函数,并使用 Adam 优化器对模型进行优化,同时使用 DataLoader 加载数据。以上是一个简单的对自注意力机制模型进行优化的例子。

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