请你仿造slot_attention代码,构造两层GAT对形状为(1358,7,12,307,2)的交通数据集计算隐变量。其中307是传感器节点数,第2列是度特征,对度特征相同节点计算注意力系数,可能用到for循环。最好能告诉我每一行代码在做什么。在forward阶段希望不要出现nn.Sequential不能处理多输入特征的情况并避免避免内存过大、邻接矩阵分配过大、killed等情况,是pytorch版本。请自己构造,不要调别人的包
时间: 2024-03-01 18:54:01 浏览: 84
好的,我会尽力回答你的问题。首先需要说明的是,我们需要先安装PyTorch这个库,它提供了深度学习的相关操作。
其次,我们需要对输入的数据进行处理,将其转换为PyTorch中的张量。具体实现如下:
```python
import torch
# 读入数据,假设数据已经被处理成tensor形式,存储在x, edge_index和deg中
x = torch.randn(1358, 7, 12, 307, 2)
edge_index = ... # 由于缺少数据无法给出具体实现
deg = ... # 由于缺少数据无法给出具体实现
```
接着,我们需要定义两层GAT。具体实现如下:
```python
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
class GATLayer(nn.Module):
def __init__(self, in_channels, out_channels):
super(GATLayer, self).__init__()
self.in_channels = in_channels
self.out_channels = out_channels
# 定义权重参数
self.weight = nn.Parameter(torch.Tensor(out_channels, in_channels))
def forward(self, x, edge_index, deg):
# 计算注意力系数
alpha = torch.zeros(edge_index.shape[1], dtype=torch.float32)
for i in range(x.shape[0]):
for j in range(x.shape[3]):
indices = (edge_index[0] == i) & (edge_index[3] == j)
edge_feats = x[edge_index[1, indices], :, :, j, 0]
edge_feats = edge_feats.view(-1, self.in_channels)
alpha[indices] = torch.sum(edge_feats * self.weight, dim=-1)
# 归一化注意力系数
alpha = F.softmax(alpha, dim=0)
alpha = alpha / deg[edge_index[0]]
# 计算隐变量
h = torch.zeros(x.shape[0], self.out_channels, x.shape[3], dtype=torch.float32)
for i in range(x.shape[0]):
for j in range(x.shape[3]):
indices = (edge_index[0] == i) & (edge_index[3] == j)
edge_feats = x[edge_index[1, indices], :, :, j, 1]
edge_feats = edge_feats.view(-1, self.in_channels)
h[i, :, j] = torch.sum(alpha[indices].unsqueeze(-1) * edge_feats, dim=0)
return h
class GATNet(nn.Module):
def __init__(self, in_channels, hidden_channels, out_channels):
super(GATNet, self).__init__()
self.conv1 = GATLayer(in_channels, hidden_channels)
self.conv2 = GATLayer(hidden_channels, out_channels)
def forward(self, x, edge_index, deg):
# 第一层GAT
x = self.conv1(x, edge_index, deg)
x = F.relu(x)
# 第二层GAT
x = self.conv2(x, edge_index, deg)
x = F.relu(x)
return x
```
在上面的代码中,我们定义了一个GATLayer类和一个GATNet类。GATLayer类表示一个GAT层,其中包含权重参数和计算注意力系数和隐变量的操作。在构造函数中,我们首先定义了权重参数,然后在forward函数中计算了注意力系数和隐变量,并将其返回。
GATNet类表示一个两层的GAT网络,其中每一层都使用了GATLayer类。在构造函数中,我们先定义了两个GATLayer对象,分别表示两层GAT。在forward函数中,我们首先对第一层GAT进行计算,然后将输出的张量进行ReLU激活操作,并输入到第二层GAT中进行计算。由于我们需要对度特征相同的节点计算注意力系数,因此需要用到for循环来进行处理。
最后,在训练过程中,我们可以直接将张量输入到GATNet中进行计算。具体实现如下:
```python
# 定义模型
model = GATNet(in_channels=2, hidden_channels=16, out_channels=32)
# 定义损失函数和优化器
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)
# 训练模型
for epoch in range(num_epochs):
# 前向传播
out = model(x, edge_index, deg)
# 计算损失
loss = criterion(out, target)
# 反向传播和优化
optimizer.zero_grad()
loss.backward()
optimizer.step()
# 打印训练信息
if (epoch + 1) % 10 == 0:
print('Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, num_epochs, loss.item()))
```
在训练过程中,我们直接将数据传入GATNet中,然后计算损失并进行反向传播和优化。需要注意的是,在实际使用中,我们需要将数据分批次输入到模型中,以避免内存过大等问题。
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