pytorch LSTM 案例

时间: 2023-11-03 10:55:33 浏览: 86
以下是一个使用PyTorch实现LSTM的简单案例,在该案例中,我们将使用LSTM模型对莎士比亚的一些文本进行训练,以生成新的文本。 首先,我们需要导入必要的库: ```python import torch import torch.nn as nn import numpy as np ``` 接下来,我们需要准备数据。我们将读取莎士比亚的一些文本,并将其转换为数字序列。我们将创建一个字典来将字符映射到数字。我们还将创建一个函数来将文本转换为数字序列: ```python with open('shakespeare.txt', 'r') as f: text = f.read() # create a dictionary to map characters to integers chars = list(set(text)) char_to_int = { ch:i for i,ch in enumerate(chars) } int_to_char = { i:ch for i,ch in enumerate(chars) } # convert text to a sequence of integers seq = [char_to_int[ch] for ch in text] # define a function to get batches from the sequence def get_batches(seq, batch_size, seq_length): # calculate the number of batches num_batches = len(seq) // (batch_size * seq_length) # trim the sequence to make it evenly divisible by batch_size * seq_length seq = seq[:num_batches * batch_size * seq_length] # reshape the sequence into a matrix with batch_size rows and num_batches * seq_length columns seq = np.reshape(seq, (batch_size, -1)) # loop over the sequence, extracting batches of size seq_length for i in range(0, seq.shape[1], seq_length): x = seq[:, i:i+seq_length] y = np.zeros_like(x) y[:, :-1] = x[:, 1:] y[:, -1] = seq[:, i+seq_length] if i+seq_length < seq.shape[1] else seq[:, 0] yield x, y ``` 现在我们可以定义我们的LSTM模型: ```python class LSTM(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, num_layers, dropout=0.5): super().__init__() self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.num_layers = num_layers self.dropout = dropout self.embedding = nn.Embedding(input_size, hidden_size) self.lstm = nn.LSTM(hidden_size, hidden_size, num_layers, dropout=dropout) self.fc = nn.Linear(hidden_size, input_size) def forward(self, x, hidden): x = self.embedding(x) output, hidden = self.lstm(x, hidden) output = self.fc(output) return output, hidden def init_hidden(self, batch_size): weight = next(self.parameters()).data return (weight.new(self.num_layers, batch_size, self.hidden_size).zero_(), weight.new(self.num_layers, batch_size, self.hidden_size).zero_()) ``` 接下来,我们将定义一些超参数并创建模型实例: ```python # define hyperparameters input_size = len(chars) hidden_size = 256 num_layers = 2 dropout = 0.5 learning_rate = 0.001 batch_size = 64 seq_length = 100 # create model instance model = LSTM(input_size, hidden_size, num_layers, dropout=dropout) ``` 现在我们可以定义我们的损失函数和优化器: ```python criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate) ``` 最后,我们可以开始训练模型: ```python # set device device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') model.to(device) # train loop for epoch in range(100): hidden = model.init_hidden(batch_size) for i, (x, y) in enumerate(get_batches(seq, batch_size, seq_length)): # convert inputs and targets to PyTorch tensors x = torch.from_numpy(x).to(device) y = torch.from_numpy(y).to(device) # zero the gradients optimizer.zero_grad() # forward pass output, hidden = model(x, hidden) loss = criterion(output.view(-1, input_size), y.view(-1)) # backward pass loss.backward() nn.utils.clip_grad_norm_(model.parameters(), 5) optimizer.step() # print progress if i % 100 == 0: print(f'Epoch [{epoch+1}/{100}], Step [{i+1}/{len(seq)//batch_size//seq_length}], Loss: {loss.item():.4f}') ``` 训练完成后,我们可以使用模型来生成新的文本: ```python # generate new text with torch.no_grad(): hidden = model.init_hidden(1) x = torch.randint(input_size, (1, 1), dtype=torch.long).to(device) result = [] for i in range(1000): output, hidden = model(x, hidden) prob = nn.functional.softmax(output.view(-1), dim=0) char = int_to_char[torch.argmax(prob).item()] result.append(char) x = torch.tensor([[char_to_int[char]]]).to(device) print(''.join(result)) ``` 以上就是一个简单的PyTorch LSTM案例,可以帮助您入门LSTM模型的编写。

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