PyTorch张量中的retains_grad是什么意思

时间: 2023-07-14 19:13:47 浏览: 144

PyTorch中model.zero_grad()和optimizer.zero_grad()用法

在PyTorch中，训练深度学习模型通常涉及四个关键步骤：前向传播、计算损失、反向传播和参数更新。`model.zero_grad()` 和 `optimizer.zero_grad()` 是这两个步骤之间的重要桥梁，它们确保了梯度的正确计算和更新。 1. **`model.zero_grad()`**：这个方法用于清空模型中所有参数的梯度。在每次迭代开始之前，我们通常会调用它，因为我们需要在新的训练样本上重新计算梯度，而不是累积之前的梯度。如果不将梯度清零，梯度会累加，导致参数更新的方向错误。例如，如果你在处理多个小批量数据时，不重置梯度，那么每个小批量的梯度将会累加到前一个批次的梯度上，这不是我们想要的。所以，`model.zero_grad()` 确保了每个批次的数据都独立地贡献于参数更新。 2. **`optimizer.zero_grad()`**：当我们创建一个优化器（如 `optim.SGD` 或 `optim.Adam`）并传入模型的参数时，这个优化器有一个内部的`zero_grad()` 方法，其作用与 `model.zero_grad()` 相同。调用 `optimizer.zero_grad()` 实际上是在遍历模型的所有可训练参数，并将它们的梯度设为零。因此，无论你是使用 `model.zero_grad()` 还是 `optimizer.zero_grad()`，只要优化器已经包含了模型的所有参数，效果都是一样的。 3. **反向传播与梯度计算**：在前向传播过程中，我们通过模型处理输入数据并计算预测输出。然后，我们使用损失函数（如 BCELoss 或 CrossEntropyLoss）计算预测与实际标签之间的差异，得到损失值。调用 `loss.backward()` 启动反向传播过程，PyTorch 的自动微分库（autograd）会根据计算图反向计算所有参数的梯度。每个叶子节点（即用户创建的张量）的梯度都会被计算出来。 4. **参数更新**： `optimizer.step()` 方法执行实际的参数更新。优化器使用梯度和预设的学习率来更新模型的权重。例如，SGD 优化器会按照以下公式更新参数： ``` 参数 = 参数 - 学习率 * 梯度 ``` 5. **理解训练流程**：以下是一个典型的训练循环： - 前向传播：模型接收输入，计算输出。 - 计算损失：损失函数比较预测和真实标签，计算损失。 - 清零梯度：调用 `zero_grad()` 函数，准备计算新批次的梯度。 - 反向传播：调用 `loss.backward()`，计算所有参数的梯度。 - 参数更新：调用 `optimizer.step()`，根据梯度更新参数。 6. **补充例子**：以生成对抗网络（GANs）为例，判别器（Discriminator）的训练过程中，先使用 `optimizer.zero_grad()` 清零梯度，然后进行前向传播计算损失，接着调用 `loss.backward()` 计算梯度，最后使用 `optimizer.step()` 更新参数。这是确保每个训练步骤独立且正确进行的关键步骤。总结来说，`model.zero_grad()` 和 `optimizer.zero_grad()` 都是用来初始化梯度，以便在每次迭代中正确地进行反向传播和参数更新。理解这一过程对于有效地训练PyTorch模型至关重要。

在 PyTorch 中，每个张量都有一个名为 `requires_grad` 的属性，它指示是否要为该张量计算梯度。如果该属性为 True，则该张量的所有操作都将被跟踪，并且可以通过调用 `backward()` 计算梯度。但是，在某些情况下，我们可能希望停止跟踪某个张量的计算图，即使它是由其他需要梯度的张量计算得出的。这时，我们可以使用 `detach()` 方法，该方法将返回一个新的张量，其计算图与原始张量不同。但是，如果我们希望保留原始张量的梯度信息，我们可以将 `retain_grad` 属性设置为 True。这样，即使我们使用 `detach()` 方法分离了张量，它仍将保留其梯度信息。

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