pytorch中的transformer

时间: 2023-11-07 10:05:52 浏览: 42
在PyTorch中,Transformer是一种常用的深度学习模型,用于处理序列数据,如自然语言处理和机器翻译。Transformer模型由Vaswani等人于2017年提出,并在处理长距离依赖性问题方面取得了很大的成功。 在PyTorch中,可以使用torch.nn.Transformer类来构建Transformer模型。Transformer模型由编码器和解码器组成,每个部分都由多个层堆叠而成。 编码器将输入序列映射到一组连续的表示向量,其中每个位置的向量表示输入序列的不同部分。解码器根据编码器的输出和先前的预测生成输出序列。 以下是使用PyTorch中的Transformer模型的基本步骤: 1. 定义编码器和解码器的嵌入层。 2. 创建编码器和解码器模型实例。 3. 定义损失函数(如交叉熵损失)和优化器(如Adam)。 4. 循环遍历输入序列和目标序列,并将它们传递给编码器和解码器。 5. 计算损失并执行反向传播。 6. 更新模型参数。
相关问题

pytorch 中transformer模型完整代码

以下是一个使用PyTorch实现Transformer模型的完整代码示例: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import torch.nn.functional as F class PositionalEncoding(nn.Module): def __init__(self, d_model, max_len=5000): super(PositionalEncoding, self).__init__() self.dropout = nn.Dropout(p=0.1) pe = torch.zeros(max_len, d_model) position = torch.arange(0, max_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).transpose(0, 1) self.register_buffer('pe', pe) def forward(self, x): x = x + self.pe[:x.size(0), :] return self.dropout(x) class TransformerModel(nn.Module): def __init__(self, ntoken, d_model, nhead, dim_feedforward, num_layers, dropout=0.5): super(TransformerModel, self).__init__() self.model_type = 'Transformer' self.embedding = nn.Embedding(ntoken, d_model) self.pos_encoder = PositionalEncoding(d_model) encoder_layer = nn.TransformerEncoderLayer(d_model, nhead, dim_feedforward, dropout) self.transformer_encoder = nn.TransformerEncoder(encoder_layer, num_layers) self.fc = nn.Linear(d_model, ntoken) self.init_weights() def _generate_square_subsequent_mask(self, sz): mask = torch.triu(torch.ones(sz, sz)) == 1 mask = mask.float().masked_fill(mask == 0, float('-inf')).masked_fill(mask == 1, float(0.0)) return mask def init_weights(self): initrange = 0.1 self.embedding.weight.data.uniform_(-initrange, initrange) self.fc.bias.data.zero_() self.fc.weight.data.uniform_(-initrange, initrange) def forward(self, src): src = self.embedding(src) src = self.pos_encoder(src) mask = self._generate_square_subsequent_mask(src.size(0)).to(src.device) output = self.transformer_encoder(src, mask) output = self.fc(output) return F.log_softmax(output, dim=-1) # 使用示例: ntoken = 1000 # 词汇表大小 d_model = 512 # 模型维度 nhead = 8 # 多头注意力头数 dim_feedforward = 2048 # 前馈神经网络隐藏层维度 num_layers = 6 # Transformer编码器层数 dropout = 0.5 model = TransformerModel(ntoken, d_model, nhead, dim_feedforward, num_layers, dropout) criterion = nn.NLLLoss() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) # 训练过程 def train(): model.train() total_loss = 0. for batch in training_data: optimizer.zero_grad() src, tgt = batch output = model(src) loss = criterion(output.view(-1, ntoken), tgt.view(-1)) loss.backward() optimizer.step() total_loss += loss.item() return total_loss / len(training_data) # 测试过程 def evaluate(): model.eval() total_loss = 0. with torch.no_grad(): for batch in test_data: src, tgt = batch output = model(src) total_loss += criterion(output.view(-1, ntoken), tgt.view(-1)).item() return total_loss / len(test_data) ``` 请注意,上述代码中的`training_data`和`test_data`是训练和测试数据的例子,需要根据实际情况进行替换。此外,还需要根据任务的具体要求调整模型的超参数和其他设置。

pytorch 中transformer的各个模块代码

在 PyTorch 中,Transformer 模型的核心组件包括 Encoder(编码器)、Decoder(解码器)以及 Self-Attention(自注意力机制)。下面是它们的代码实现: 1. Encoder(编码器): ```python import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F class Encoder(nn.Module): def __init__(self, input_dim, hid_dim, n_layers, n_heads, pf_dim, dropout): super().__init__() self.input_dim = input_dim self.hid_dim = hid_dim self.n_layers = n_layers self.n_heads = n_heads self.pf_dim = pf_dim self.dropout = dropout self.tok_embedding = nn.Embedding(input_dim, hid_dim) self.pos_embedding = nn.Embedding(1000, hid_dim) # 位置编码 self.layers = nn.ModuleList([EncoderLayer(hid_dim, n_heads, pf_dim, dropout) for _ in range(n_layers)]) self.dropout = nn.Dropout(dropout) def forward(self, src, src_mask): batch_size = src.shape[0] src_len = src.shape[1] pos = torch.arange(0, src_len).unsqueeze(0).repeat(batch_size, 1).to(src.device) src = self.dropout((self.tok_embedding(src) * torch.sqrt(torch.FloatTensor([self.hid_dim])).to(src.device)) + self.pos_embedding(pos)) for layer in self.layers: src = layer(src, src_mask) return src ``` 2. Decoder(解码器): ```python class Decoder(nn.Module): def __init__(self, output_dim, hid_dim, n_layers, n_heads, pf_dim, dropout): super().__init__() self.output_dim = output_dim self.hid_dim = hid_dim self.n_layers = n_layers self.n_heads = n_heads self.pf_dim = pf_dim self.dropout = dropout self.tok_embedding = nn.Embedding(output_dim, hid_dim) self.pos_embedding = nn.Embedding(1000, hid_dim) # 位置编码 self.layers = nn.ModuleList([DecoderLayer(hid_dim, n_heads, pf_dim, dropout) for _ in range(n_layers)]) self.fc_out = nn.Linear(hid_dim, output_dim) self.dropout = nn.Dropout(dropout) def forward(self, trg, enc_src, trg_mask, src_mask): batch_size = trg.shape[0] trg_len = trg.shape[1] pos = torch.arange(0, trg_len).unsqueeze(0).repeat(batch_size, 1).to(trg.device) trg = self.dropout((self.tok_embedding(trg) * torch.sqrt(torch.FloatTensor([self.hid_dim])).to(trg.device)) + self.pos_embedding(pos)) for layer in self.layers: trg, attention = layer(trg, enc_src, trg_mask, src_mask) output = self.fc_out(trg) return output, attention ``` 3. Self-Attention(自注意力机制): ```python class SelfAttention(nn.Module): def __init__(self, hid_dim, n_heads, dropout): super().__init__() assert hid_dim % n_heads == 0 self.hid_dim = hid_dim self.n_heads = n_heads self.head_dim = hid_dim // n_heads self.fc_q = nn.Linear(hid_dim, hid_dim) self.fc_k = nn.Linear(hid_dim, hid_dim) self.fc_v = nn.Linear(hid_dim, hid_dim) self.fc_o = nn.Linear(hid_dim, hid_dim) self.dropout = nn.Dropout(dropout) self.scale = torch.sqrt(torch.FloatTensor([self.head_dim])).to(device) def forward(self, query, key, value, mask=None): batch_size = query.shape[0] Q = self.fc_q(query) K = self.fc_k(key) V = self.fc_v(value) Q = Q.view(batch_size, -1, self.n_heads, self.head_dim).permute(0, 2, 1, 3) K = K.view(batch_size, -1, self.n_heads, self.head_dim).permute(0, 2, 1, 3) V = V.view(batch_size, -1, self.n_heads, self.head_dim).permute(0, 2, 1, 3) energy = torch.matmul(Q, K.permute(0, 1, 3, 2)) / self.scale if mask is not None: energy = energy.masked_fill(mask == 0, -1e10) attention = F.softmax(energy, dim=-1) x = torch.matmul(self.dropout(attention), V) x = x.permute(0, 2, 1, 3).contiguous() x = x.view(batch_size, -1, self.hid_dim) x = self.fc_o(x) return x, attention ``` 这些代码展示了 Transformer 模型的核心组件的实现。需要注意的是,这仅仅是这些模块的基本代码实现,实际使用时还需要进行相应的参数初始化、模型组装等步骤。

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