transformer代码

时间: 2023-08-29 18:07:03 浏览: 39
以下是一个简单的Transformer模型的代码实现,包括Encoder和Decoder部分: ``` import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F import torch class MultiHeadAttention(nn.Module): def __init__(self, n_heads, d_model, dropout): super(MultiHeadAttention, self).__init__() self.n_heads = n_heads self.d_model = d_model self.key_layer = nn.Linear(d_model, d_model*n_heads) self.query_layer = nn.Linear(d_model, d_model*n_heads) self.value_layer = nn.Linear(d_model, d_model*n_heads) self.dropout = nn.Dropout(dropout) self.out = nn.Linear(d_model*n_heads, d_model) def forward(self, queries, keys, values, mask=None): bsz = queries.size(0) queries = self.query_layer(queries).view(bsz, -1, self.n_heads, self.d_model).transpose(1,2) keys = self.key_layer(keys).view(bsz, -1, self.n_heads, self.d_model).transpose(1,2) values = self.value_layer(values).view(bsz, -1, self.n_heads, self.d_model).transpose(1,2) attn_scores = torch.matmul(queries, keys.transpose(-2,-1)) attn_scores = attn_scores / torch.sqrt(torch.tensor(self.d_model, dtype=torch.float32)) if mask is not None: attn_scores = attn_scores.masked_fill(mask == 0, -1e9) attn_scores = F.softmax(attn_scores, dim=-1) attn_scores = self.dropout(attn_scores) attn_output = torch.matmul(attn_scores, values) attn_output = attn_output.transpose(1,2).contiguous().view(bsz, -1, self.n_heads*self.d_model) return self.out(attn_output) class PositionalEncoding(nn.Module): def __init__(self, d_model, max_seq_len): super(PositionalEncoding, self).__init__() self.d_model = d_model pe = torch.zeros(max_seq_len, d_model) position = torch.arange(0, max_seq_len, dtype=torch.float).unsqueeze(1) div_term = torch.exp(torch.arange(0, d_model, 2).float() * (-math.log(10000.0) / d_model)) pe[:, 0::2] = torch.sin(position * div_term) pe[:, 1::2] = torch.cos(position * div_term) pe = pe.unsqueeze(0) self.register_buffer('pe', pe) def forward(self, x): return x + self.pe[:, :x.size(1)].detach() class FeedForward(nn.Module): def __init__(self, d_model, d_ff, dropout): super(FeedForward, self).__init__() self.linear1 = nn.Linear(d_model, d_ff) self.dropout = nn.Dropout(dropout) self.linear2 = nn.Linear(d_ff, d_model) def forward(self, x): x = F.relu(self.linear1(x)) x = self.dropout(x) x = self.linear2(x) return x class EncoderLayer(nn.Module): def __init__(self, n_heads, d_model, d_ff, dropout): super(EncoderLayer, self).__init__() self.self_attn = MultiHeadAttention(n_heads, d_model, dropout) self.ff = FeedForward(d_model, d_ff, dropout) self.norm1 = nn.LayerNorm(d_model) self.norm2 = nn.LayerNorm(d_model) self.dropout1 = nn.Dropout(dropout) self.dropout2 = nn.Dropout(dropout) def forward(self, x, mask=None): attn_output = self.self_attn(x, x, x, mask) x = x + self.dropout1(attn_output) x = self.norm1(x) ff_output = self.ff(x) x = x + self.dropout2(ff_output) x = self.norm2(x) return x class DecoderLayer(nn.Module): def __init__(self, n_heads, d_model, d_ff, dropout): super(DecoderLayer, self).__init__() self.self_attn = MultiHeadAttention(n_heads, d_model, dropout) self.src_attn = MultiHeadAttention(n_heads, d_model, dropout) self.ff = FeedForward(d_model, d_ff, dropout) self.norm1 = nn.LayerNorm(d_model) self.norm2 = nn.LayerNorm(d_model) self.norm3 = nn.LayerNorm(d_model) self.dropout1 = nn.Dropout(dropout) self.dropout2 = nn.Dropout(dropout) self.dropout3 = nn.Dropout(dropout) def forward(self, x, memory, src_mask=None, tgt_mask=None): self_attn_output = self.self_attn(x, x, x, tgt_mask) x = x + self.dropout1(self_attn_output) x = self.norm1(x) src_attn_output = self.src_attn(x, memory, memory, src_mask) x = x + self.dropout2(src_attn_output) x = self.norm2(x) ff_output = self.ff(x) x = x + self.dropout3(ff_output) x = self.norm3(x) return x class Transformer(nn.Module): def __init__(self, src_vocab_size, tgt_vocab_size, max_seq_len, d_model, n_heads, n_layers, d_ff, dropout): super(Transformer, self).__init__() self.src_embedding = nn.Embedding(src_vocab_size, d_model) self.tgt_embedding = nn.Embedding(tgt_vocab_size, d_model) self.pos_encoder = PositionalEncoding(d_model, max_seq_len) self.encoder_layers = nn.ModuleList([EncoderLayer(n_heads, d_model, d_ff, dropout) for _ in range(n_layers)]) self.decoder_layers = nn.ModuleList([DecoderLayer(n_heads, d_model, d_ff, dropout) for _ in range(n_layers)]) self.out = nn.Linear(d_model, tgt_vocab_size) def forward(self, src, tgt, src_mask=None, tgt_mask=None): src_emb = self.src_embedding(src) tgt_emb = self.tgt_embedding(tgt) src_emb = self.pos_encoder(src_emb) tgt_emb = self.pos_encoder(tgt_emb) memory = self.encode(src_emb, src_mask) output = self.decode(tgt_emb, memory, src_mask, tgt_mask) return F.log_softmax(self.out(output), dim=-1) def encode(self, x, mask=None): for layer in self.encoder_layers: x = layer(x, mask) return x def decode(self, x, memory, src_mask=None, tgt_mask=None): for layer in self.decoder_layers: x = layer(x, memory, src_mask, tgt_mask) return x ``` 该模型包含了Multi-Head Attention、Positional Encoding、FeedForward、Encoder Layer、Decoder Layer以及Transformer本身的实现。其中,Multi-Head Attention和FeedForward是Transformer中的两个基本模块,Encoder和Decoder部分分别由多个Encoder Layer和Decoder Layer组成。Transformer模型的正向传播过程是先对源语言进行编码,得到一个中间语言表示,然后再对目标语言进行解码,最终输出目标语言的概率分布。

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