tf.trainable_variables()

时间: 2023-04-24 16:04:22 浏览: 137

TensorFlow梯度求解tf.gradients实例

### TensorFlow梯度求解tf.gradients实例解析在深度学习领域，TensorFlow作为一个强大的开源库，被广泛应用于构建和训练各种神经网络模型。其中，梯度计算是优化算法中的核心部分，而`tf.gradients`函数则是TensorFlow中用于计算张量关于变量梯度的一个非常重要的API。本文将通过具体的示例来深入了解`tf.gradients`函数的用法及其实现原理。 #### 示例一：基础使用首先来看一个简单的示例，通过两个变量`w1`和`w2`的矩阵乘法操作来计算梯度： ```python import tensorflow as tf w1 = tf.Variable([[1, 2]]) w2 = tf.Variable([[3, 4]]) res = tf.matmul(w1, [[2], [1]]) grads = tf.gradients(res, [w1]) with tf.Session() as sess: tf.global_variables_initializer().run() print(sess.run(res)) print(sess.run(grads)) ``` **输出结果**： ``` [[4]] [array([[2, 1]], dtype=int32)] ``` **分析**： - 在这个例子中，我们定义了两个变量`w1`和`w2`，并进行了矩阵乘法操作`tf.matmul(w1, [[2], [1]])`得到结果`res`。 - 使用`tf.gradients(res, [w1])`来计算`res`相对于`w1`的梯度。 - 输出结果显示`res`的值为`[[4]]`，这符合数学上的矩阵乘法规则。 - 对于`w1`的梯度计算，我们可以根据矩阵乘法的规则得出，对于`w1`中的每个元素，其梯度为`[[2, 1]]`，即第一个元素的梯度为2，第二个元素的梯度为1。 #### 示例二：梯度裁剪在实际应用中，梯度爆炸或梯度消失问题常常导致模型难以收敛。因此，在进行梯度更新时，通常会采用梯度裁剪技术来解决这一问题。下面通过一个具体的例子来展示如何实现梯度裁剪： ```python import tensorflow as tf def gradient_clip(gradients, max_gradient_norm): """Clipping gradients of a model.""" clipped_gradients, gradient_norm = tf.clip_by_global_norm( gradients, max_gradient_norm) gradient_norm_summary = [tf.summary.scalar("grad_norm", gradient_norm)] gradient_norm_summary.append( tf.summary.scalar("clipped_gradient", tf.global_norm(clipped_gradients))) return clipped_gradients w1 = tf.Variable([[3.0, 2.0]]) params = tf.trainable_variables() res = tf.matmul(w1, [[3.0], [1.]]) opt = tf.train.GradientDescentOptimizer(1.0) grads = tf.gradients(res, [w1]) clipped_gradients = gradient_clip(grads, 2.0) with tf.Session() as sess: tf.global_variables_initializer().run() print(sess.run(res)) print(sess.run(grads)) print(sess.run(clipped_gradients)) ``` **输出结果**（假设未裁剪前的梯度超过了阈值2.0）： ``` [[11.0]] [array([[3., 1.]], dtype=float32)] [array([[1.7320508, 0.57735027]], dtype=float32)] ``` **分析**： - 首先定义了一个`gradient_clip`函数来实现梯度裁剪。 - 通过`tf.clip_by_global_norm`函数来裁剪梯度，这里设置的最大梯度范数为2.0。 - 输出结果显示原始梯度为`[[3., 1.]]`，经过裁剪后的梯度为`[[1.7320508, 0.57735027]]`，这说明原始梯度的范数超过了2.0，因此被裁剪。 ### 总结通过上述两个示例，我们不仅了解了`tf.gradients`的基本使用方法，还深入探讨了如何利用它来解决实际问题，如梯度裁剪等。这对于构建高效稳定的神经网络模型非常重要。希望这些示例能够帮助大家更好地理解和应用TensorFlow中的梯度计算功能。

tf.trainable_variables() 是 TensorFlow 中的一个函数，用于获取所有可训练的变量列表。这些变量将在训练过程中更新，并用来最小化模型的损失。这个函数返回一个列表，其中包含所有可训练的变量。

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