用pytorch完整上面的任务

时间: 2023-07-12 14:41:08 浏览: 83
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基于pytorch使用LSTM实现文本匹配任务代码和训练文件

好的,以下是使用PyTorch实现上述任务的完整代码: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import numpy as np from sklearn.model_selection import train_test_split # Define the model class MultiTaskModel(nn.Module): def __init__(self): super(MultiTaskModel, self).__init__() # x1 input layer self.x1_input = nn.Linear(31, 128) # x2 input layer self.x2_conv = nn.Conv1d(20, 64, kernel_size=3, padding=1) self.x2_flatten = nn.Flatten() # x3 input layer self.x3_conv = nn.Conv1d(30, 64, kernel_size=3, padding=1) self.x3_flatten = nn.Flatten() # shared fully connected layers for output self.fc1 = nn.Linear(13184, 128) self.fc2 = nn.Linear(128, 64) self.output = nn.Linear(64, 4) def forward(self, x1, x2, x3): # x1 input layer x1 = self.x1_input(x1) x1 = nn.functional.relu(x1) # x2 convolution layer x2 = self.x2_conv(x2) x2 = nn.functional.relu(x2) x2 = self.x2_flatten(x2) # x3 convolution layer x3 = self.x3_conv(x3) x3 = nn.functional.relu(x3) x3 = self.x3_flatten(x3) # concatenate x1, x2, x3 concat_layer = torch.cat((x1, x2, x3), dim=1) # fully connected layers for output fc1 = self.fc1(concat_layer) fc1 = nn.functional.relu(fc1) fc2 = self.fc2(fc1) fc2 = nn.functional.relu(fc2) output = self.output(fc2) output = nn.functional.softmax(output, dim=1) return output # Define the training function def train(model, optimizer, criterion, x1, x2, x3, y, batch_size): loss_list = [] acc_list = [] total_loss = 0 total_acc = 0 # Set model to training mode model.train() for i in range(0, len(x1), batch_size): # Get batch x1_batch = x1[i:i+batch_size] x2_batch = x2[i:i+batch_size] x3_batch = x3[i:i+batch_size] y_batch = y[i:i+batch_size] # Convert to tensors x1_tensor = torch.tensor(x1_batch, dtype=torch.float32) x2_tensor = torch.tensor(x2_batch, dtype=torch.float32) x3_tensor = torch.tensor(x3_batch, dtype=torch.float32) y_tensor = torch.tensor(y_batch, dtype=torch.long) # Zero the gradients optimizer.zero_grad() # Forward pass output = model(x1_tensor, x2_tensor, x3_tensor) # Calculate loss and accuracy loss = criterion(output, y_tensor) total_loss += loss.item() pred = torch.argmax(output, dim=1) acc = (pred == y_tensor).sum().item() / batch_size total_acc += acc # Backward pass loss.backward() optimizer.step() # Calculate average loss and accuracy avg_loss = total_loss / (len(x1) / batch_size) avg_acc = total_acc / (len(x1) / batch_size) loss_list.append(avg_loss) acc_list.append(avg_acc) return avg_loss, avg_acc, loss_list, acc_list # Define the testing function def test(model, criterion, x1, x2, x3, y, batch_size): loss_list = [] acc_list = [] total_loss = 0 total_acc = 0 # Set model to evaluation mode model.eval() with torch.no_grad(): for i in range(0, len(x1), batch_size): # Get batch x1_batch = x1[i:i+batch_size] x2_batch = x2[i:i+batch_size] x3_batch = x3[i:i+batch_size] y_batch = y[i:i+batch_size] # Convert to tensors x1_tensor = torch.tensor(x1_batch, dtype=torch.float32) x2_tensor = torch.tensor(x2_batch, dtype=torch.float32) x3_tensor = torch.tensor(x3_batch, dtype=torch.float32) y_tensor = torch.tensor(y_batch, dtype=torch.long) # Forward pass output = model(x1_tensor, x2_tensor, x3_tensor) # Calculate loss and accuracy loss = criterion(output, y_tensor) total_loss += loss.item() pred = torch.argmax(output, dim=1) acc = (pred == y_tensor).sum().item() / batch_size total_acc += acc # Calculate average loss and accuracy avg_loss = total_loss / (len(x1) / batch_size) avg_acc = total_acc / (len(x1) / batch_size) loss_list.append(avg_loss) acc_list.append(avg_acc) return avg_loss, avg_acc, loss_list, acc_list # Load the data x1 = np.random.randn(71000, 31) x2 = np.random.randn(71000, 9, 20) x3 = np.random.randn(71000, 9, 30) y = np.random.randint(0, 4, size=(71000,)) # Split the data into training and validation sets x1_train, x1_val, x2_train, x2_val, x3_train, x3_val, y_train, y_val = train_test_split(x1, x2, x3, y, test_size=0.2) # Define hyperparameters batch_size = 128 lr = 0.001 num_epochs = 10 # Create the model, optimizer, and criterion model = MultiTaskModel() optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=lr) criterion = nn.CrossEntropyLoss() # Train and test the model train_loss_list = [] train_acc_list = [] val_loss_list = [] val_acc_list = [] for epoch in range(num_epochs): print('Epoch: {}/{}'.format(epoch+1, num_epochs)) # Train the model train_loss, train_acc, train_loss_list_epoch, train_acc_list_epoch = train(model, optimizer, criterion, x1_train, x2_train, x3_train, y_train, batch_size) train_loss_list += train_loss_list_epoch train_acc_list += train_acc_list_epoch print('Training loss: {:.4f}, Training accuracy: {:.4f}'.format(train_loss, train_acc)) # Test the model val_loss, val_acc, val_loss_list_epoch, val_acc_list_epoch = test(model, criterion, x1_val, x2_val, x3_val, y_val, batch_size) val_loss_list += val_loss_list_epoch val_acc_list += val_acc_list_epoch print('Validation loss: {:.4f}, Validation accuracy: {:.4f}\n'.format(val_loss, val_acc)) ``` 在上述代码中,我们首先定义了一个名为`MultiTaskModel`的类,该类继承自`nn.Module`。在类的`__init__`方法中,我们定义了三个输入层,分别对应x1、x2、x3,然后将x2、x3输入到共享的卷积层进行卷积操作。接着,我们将x1、x2、x3连接起来,用全连接层生成目标数据。在`forward`方法中,我们实现了模型的前向传播过程。 接下来,我们定义了`train`函数和`test`函数,分别用于训练和测试模型。在`train`函数中,我们首先将模型设为训练模式,然后将输入数据按batch分割,并将每个batch的数据转换成PyTorch张量。接着,我们将输入数据传递给模型进行前向传播,并计算损失和准确率。最后,我们执行反向传播和参数更新。在`test`函数中,我们首先将模型设为评估模式,然后按照与`train`函数相同的方式计算损失和准确率。 在主函数中,我们首先加载数据,然后将数据分为训练集和验证集。接着,我们定义了一些超参数,包括batch大小、学习率和训练轮数。然后,我们创建了模型、优化器和损失函数,并在每个epoch中训练模型和测试模型。最后,我们将训练和验证的损失和准确率记录下来。
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