请帮我写出基于pytorch geometric GCN实现图分类的代码,每个图有一个标签0或1。
时间: 2024-06-09 08:07:32 浏览: 196
好的,下面是一个基于PyTorch Geometric实现图分类的代码,使用的是GCN模型。
首先,需要安装PyTorch Geometric:
```
pip install torch-scatter -f https://pytorch-geometric.com/whl/torch-1.7.0+${CUDA}.html
pip install torch-sparse -f https://pytorch-geometric.com/whl/torch-1.7.0+${CUDA}.html
pip install torch-cluster -f https://pytorch-geometric.com/whl/torch-1.7.0+${CUDA}.html
pip install torch-spline-conv -f https://pytorch-geometric.com/whl/torch-1.7.0+${CUDA}.html
pip install torch-geometric
```
然后,导入必要的库:
```python
import torch
import torch.nn.functional as F
from torch_geometric.datasets import Planetoid
import torch_geometric.transforms as T
from torch_geometric.nn import GCNConv
from torch_geometric.data import DataLoader
```
接着,定义数据集和数据转换:
```python
dataset = Planetoid(root='data/Planetoid', name='Cora', transform=T.NormalizeFeatures())
```
这里使用了Planetoid数据集中的Cora数据集,该数据集包含2708个科学出版物的引用关系,每篇论文被分为7类之一,这里我们将其转化为二分类,即将每篇论文标记为1或0。
然后,定义GCN模型:
```python
class GCN(torch.nn.Module):
def __init__(self, num_features, hidden_size, num_classes):
super(GCN, self).__init__()
self.conv1 = GCNConv(num_features, hidden_size)
self.conv2 = GCNConv(hidden_size, num_classes)
def forward(self, x, edge_index):
x = self.conv1(x, edge_index)
x = F.relu(x)
x = F.dropout(x, training=self.training)
x = self.conv2(x, edge_index)
return F.log_softmax(x, dim=1)
```
这里的GCN模型由两个GCNConv层组成,其中第一个层的输入维度为节点特征数,输出维度为隐藏层维度,第二个层的输入维度为隐藏层维度,输出维度为类别数。在每个层之间,使用ReLU激活函数和Dropout进行正则化,最后使用log_softmax作为输出。
接下来,定义训练函数:
```python
def train(model, optimizer, data):
model.train()
optimizer.zero_grad()
out = model(data.x, data.edge_index)
loss = F.nll_loss(out[data.train_mask], data.y[data.train_mask])
loss.backward()
optimizer.step()
return loss.item()
```
这里的训练函数接受一个GCN模型、一个优化器和一个数据集,将模型设置为训练模式,清空优化器的梯度,计算模型的输出和损失,然后进行反向传播和参数更新。
接着,定义测试函数和评估函数:
```python
def test(model, data):
model.eval()
logits = model(data.x, data.edge_index)
pred = logits.argmax(dim=1)
test_correct = pred[data.test_mask] == data.y[data.test_mask]
test_acc = int(test_correct.sum()) / int(data.test_mask.sum())
return test_acc
def evaluate(model, data, optimizer, num_epochs):
for epoch in range(num_epochs):
loss = train(model, optimizer, data)
test_acc = test(model, data)
print('Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}, Test Acc: {:.4f}'
.format(epoch+1, num_epochs, loss, test_acc))
```
这里的测试函数将模型设置为评估模式,计算模型的输出和预测,然后计算测试准确率。评估函数接受一个GCN模型、一个数据集、一个优化器和一个训练周期数,循环训练模型并计算损失和测试准确率。
最后,加载数据集、创建模型、定义优化器并运行评估函数:
```python
data = dataset[0]
model = GCN(data.num_features, 16, 2)
optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.01, weight_decay=5e-4)
evaluate(model, data, optimizer, num_epochs=200)
```
这里的GCN模型使用了16个隐藏节点,并使用Adam优化器进行优化,学习率为0.01,权重衰减为5e-4,训练周期数为200。
完整代码如下:
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