python语言实现multi-head-self-attention示例的代码:

时间: 2023-09-21 14:06:05 浏览: 97
### 回答1: 以下是一个 Python 代码示例,用于实现 multi-head self-attention: ```python import torch import torch.nn as nn class MultiHeadAttention(nn.Module): def __init__(self, d_model, num_heads): super(MultiHeadAttention, self).__init__() self.num_heads = num_heads self.d_model = d_model self.depth = d_model // num_heads self.query_linear = nn.Linear(d_model, d_model) self.key_linear = nn.Linear(d_model, d_model) self.value_linear = nn.Linear(d_model, d_model) self.output_linear = nn.Linear(d_model, d_model) def forward(self, query, key, value, mask=None): batch_size = query.size() # Linear transformations query = self.query_linear(query) key = self.key_linear(key) value = self.value_linear(value) # Split into heads query = query.view(batch_size * self.num_heads, -1, self.depth) key = key.view(batch_size * self.num_heads, -1, self.depth) value = value.view(batch_size * self.num_heads, -1, self.depth) # Transpose for matrix multiplication query = query.transpose(1, 2) key = key.transpose(1, 2) value = value.transpose(1, 2) # Calculate scores scores = torch.matmul(query, key.transpose(-2, -1)) scores = scores / torch.sqrt(torch.tensor(self.depth).float()) # Apply mask (if provided) if mask is not None: mask = mask.unsqueeze(1) scores = scores.masked_fill(mask == , -1e9) # Softmax attention_weights = nn.Softmax(dim=-1)(scores) # Dropout attention_weights = nn.Dropout(p=.1)(attention_weights) # Multiply by values context = torch.matmul(attention_weights, value) # Reshape and concatenate context = context.transpose(1, 2).contiguous().view(batch_size, -1, self.num_heads * self.depth) # Linear transformation output = self.output_linear(context) return output ``` 希望对你有所帮助! ### 回答2: 下面是使用Python语言实现multi-head self-attention的一个示例代码: ``` import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F class MultiHeadSelfAttention(nn.Module): def __init__(self, d_model, num_heads): super(MultiHeadSelfAttention, self).__init__() self.num_heads = num_heads self.d_head = d_model // num_heads self.fc_query = nn.Linear(d_model, d_model) self.fc_key = nn.Linear(d_model, d_model) self.fc_value = nn.Linear(d_model, d_model) self.fc_concat = nn.Linear(d_model, d_model) def forward(self, x): batch_size, seq_len, d_model = x.size() h = self.num_heads # Split input into multiple heads query = self.fc_query(x).view(batch_size, seq_len, h, self.d_head) key = self.fc_key(x).view(batch_size, seq_len, h, self.d_head) value = self.fc_value(x).view(batch_size, seq_len, h, self.d_head) # Compute attention scores scores = torch.matmul(query, key.transpose(-2, -1)) / (self.d_head ** 0.5) attn_weights = F.softmax(scores, dim=-1) # Apply attention weights to value vectors attended_values = torch.matmul(attn_weights, value) attended_values = attended_values.transpose(1, 2).contiguous().view(batch_size, seq_len, -1) # Concatenate and linearly transform attended values output = self.fc_concat(attended_values) return output # 使用示例 d_model = 128 num_heads = 8 seq_len = 10 batch_size = 4 input_tensor = torch.randn(batch_size, seq_len, d_model) attention = MultiHeadSelfAttention(d_model, num_heads) output = attention(input_tensor) print("Input Shape: ", input_tensor.shape) print("Output Shape: ", output.shape) ``` 上述代码定义了一个`MultiHeadSelfAttention`的类,其中`forward`函数实现了multi-head self-attention的计算过程。在使用示例中,我们输入一个大小为`(batch_size, seq_len, d_model)`的张量,经过multi-head self-attention计算后输出一个大小为`(batch_size, seq_len, d_model)`的张量。其中`d_model`表示输入的特征维度,`num_heads`表示attention头的数量。 ### 回答3: 下面是使用Python实现multi-head self-attention示例的代码: ```python import torch import torch.nn as nn class MultiHeadSelfAttention(nn.Module): def __init__(self, embed_size, num_heads): super(MultiHeadSelfAttention, self).__init__() self.embed_size = embed_size self.num_heads = num_heads self.head_size = embed_size // num_heads self.query = nn.Linear(embed_size, embed_size) self.key = nn.Linear(embed_size, embed_size) self.value = nn.Linear(embed_size, embed_size) self.out = nn.Linear(embed_size, embed_size) def forward(self, x): batch_size, seq_len, embed_size = x.size() # Split the embedding into num_heads and reshape x = x.view(batch_size, seq_len, self.num_heads, self.head_size) x = x.permute(0, 2, 1, 3) # Apply linear transformations to obtain query, key, and value query = self.query(x) key = self.key(x) value = self.value(x) # Compute scaled dot product attention scores scores = torch.matmul(query, key.permute(0, 1, 3, 2)) scores = scores / self.head_size**0.5 # Apply softmax to obtain attention probabilities attn_probs = nn.Softmax(dim=-1)(scores) # Apply attention weights to value and sum across heads attended = torch.matmul(attn_probs, value) attended = attended.permute(0, 2, 1, 3) attended = attended.contiguous().view(batch_size, seq_len, self.embed_size) # Apply output linear transformation output = self.out(attended) return output ``` 上述代码中定义了一个名为MultiHeadSelfAttention的类,继承自nn.Module,可以通过指定嵌入大小(embed_size)和头部数量(num_heads)来创建多头自注意力层。在前向传播方法forward中,先通过线性变换将输入张量分别变换为查询(query)、键(key)和值(value)张量。然后计算缩放点积注意力得分,将其作为注意力概率经过softmax函数进行归一化。通过注意力概率权重对值进行加权求和,并应用线性变换得到最终的输出张量。最后返回输出张量。

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