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pytorch中torch.topk()函數(shù)的快速理解

 更新時(shí)間:2022年02月25日 10:08:11   作者:Neo很努力  
我們?cè)谧龇诸愃惴〞r(shí),時(shí)常見(jiàn)到@acc1和@acc5的情況,@acc1比較容易實(shí)現(xiàn),但是一直苦于@acc5算法的實(shí)現(xiàn),在此為大家提供一種@topk的實(shí)現(xiàn)方法,這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于pytorch中torch.topk()函數(shù)的快速理解,需要的朋友可以參考下

函數(shù)作用:

該函數(shù)的作用即按字面意思理解,topk:取數(shù)組的前k個(gè)元素進(jìn)行排序。

通常該函數(shù)返回2個(gè)值,第一個(gè)值為排序的數(shù)組,第二個(gè)值為該數(shù)組中獲取到的元素在原數(shù)組中的位置標(biāo)號(hào)。

舉個(gè)栗子:

import numpy as np
import torch
import torch.utils.data.dataset as Dataset
from torch.utils.data import Dataset,DataLoader

####################準(zhǔn)備一個(gè)數(shù)組#########################
tensor1=torch.tensor([[10,1,2,1,1,1,1,1,1,1,10],
             [3,4,5,1,1,1,1,1,1,1,1],
             [7,8,9,1,1,1,1,1,1,1,1],
             [1,4,7,1,1,1,1,1,1,1,1]],dtype=torch.float32)

####################打印這個(gè)原數(shù)組#########################
print('tensor1:')
print(tensor1)

#################使用torch.topk()這個(gè)函數(shù)##################
print('使用torch.topk()這個(gè)函數(shù)得到:')

'''k=3代表從原數(shù)組中取得3個(gè)元素,dim=1表示從原數(shù)組中的第一維獲取元素
(在本例中是分別從[10,1,2,1,1,1,1,1,1,1,10]、[3,4,5,1,1,1,1,1,1,1,1]、
  [7,8,9,1,1,1,1,1,1,1,1]、[1,4,7,1,1,1,1,1,1,1,1]這四個(gè)數(shù)組中獲取3個(gè)元素)
其中l(wèi)argest=True表示從大到小取元素'''
print(torch.topk(tensor1, k=3, dim=1, largest=True))


#################打印這個(gè)函數(shù)第一個(gè)返回值####################
print('函數(shù)第一個(gè)返回值topk[0]如下')
print(torch.topk(tensor1, k=3, dim=1, largest=True)[0])

#################打印這個(gè)函數(shù)第二個(gè)返回值####################
print('函數(shù)第二個(gè)返回值topk[1]如下')
print(torch.topk(tensor1, k=3, dim=1, largest=True)[1])
'''

#######################運(yùn)行結(jié)果##########################
tensor1:
tensor([[10.,  1.,  2.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1., 10.],
        [ 3.,  4.,  5.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.],
        [ 7.,  8.,  9.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.],
        [ 1.,  4.,  7.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.]])

使用torch.topk()這個(gè)函數(shù)得到:

'得到的values是原數(shù)組dim=1的四組從大到小的三個(gè)元素值;
得到的indices是獲取到的元素值在原數(shù)組dim=1中的位置。'


torch.return_types.topk(
values=tensor([[10., 10.,  2.],
        [ 5.,  4.,  3.],
        [ 9.,  8.,  7.],
        [ 7.,  4.,  1.]]),
indices=tensor([[ 0, 10,  2],
        [ 2,  1,  0],
        [ 2,  1,  0],
        [ 2,  1,  0]]))

函數(shù)第一個(gè)返回值topk[0]如下
tensor([[10., 10.,  2.],
        [ 5.,  4.,  3.],
        [ 9.,  8.,  7.],
        [ 7.,  4.,  1.]])
        
函數(shù)第二個(gè)返回值topk[1]如下
tensor([[ 0, 10,  2],
        [ 2,  1,  0],
        [ 2,  1,  0],
        [ 2,  1,  0]])
'''

該函數(shù)功能經(jīng)常用來(lái)獲取張量或者數(shù)組中最大或者最小的元素以及索引位置,是一個(gè)經(jīng)常用到的基本函數(shù)。

實(shí)例演示

任務(wù)一:

取top1(最大值):

pred = torch.tensor([[-0.5816, -0.3873, -1.0215, -1.0145,  0.4053],
        [ 0.7265,  1.4164,  1.3443,  1.2035,  1.8823],
        [-0.4451,  0.1673,  1.2590, -2.0757,  1.7255],
        [ 0.2021,  0.3041,  0.1383,  0.3849, -1.6311]])
print(pred)
values, indices = pred.topk(1, dim=0, largest=True, sorted=True)
print(indices)
print(values)
# 用max得到的結(jié)果,設(shè)置keepdim為T(mén)rue,避免降維。因?yàn)閠opk函數(shù)返回的index不降維,shape和輸入一致。
_, indices_max = pred.max(dim=0, keepdim=True)
print(indices_max)
print(indices_max == indices)
輸出:
tensor([[-0.5816, -0.3873, -1.0215, -1.0145,  0.4053],
        [ 0.7265,  1.4164,  1.3443,  1.2035,  1.8823],
        [-0.4451,  0.1673,  1.2590, -2.0757,  1.7255],
        [ 0.2021,  0.3041,  0.1383,  0.3849, -1.6311]])
tensor([[1, 1, 1, 1, 1]])
tensor([[0.7265, 1.4164, 1.3443, 1.2035, 1.8823]])
tensor([[1, 1, 1, 1, 1]])
tensor([[True, True, True, True, True]])

任務(wù)二:

按行取出topk,將小于topk的置為inf:

pred = torch.tensor([[-0.5816, -0.3873, -1.0215, -1.0145,  0.4053],
        [ 0.7265,  1.4164,  1.3443,  1.2035,  1.8823],
        [-0.4451,  0.1673,  1.2590, -2.0757,  1.7255],
        [ 0.2021,  0.3041,  0.1383,  0.3849, -1.6311]])
print(pred)
top_k = 2  # 按行求出每一行的最大的前兩個(gè)值
filter_value=-float('Inf')
indices_to_remove = pred < torch.topk(pred, top_k)[0][..., -1, None]
print(indices_to_remove)
pred[indices_to_remove] = filter_value  # 對(duì)于topk之外的其他元素的logits值設(shè)為負(fù)無(wú)窮
print(pred)
 
輸出:
tensor([[-0.5816, -0.3873, -1.0215, -1.0145,  0.4053],
        [ 0.7265,  1.4164,  1.3443,  1.2035,  1.8823],
        [-0.4451,  0.1673,  1.2590, -2.0757,  1.7255],
        [ 0.2021,  0.3041,  0.1383,  0.3849, -1.6311]])
tensor([[4],
        [4],
        [4],
        [3]])
tensor([[0.4053],
        [1.8823],
        [1.7255],
        [0.3849]])
tensor([[ True, False,  True,  True, False],
        [ True, False,  True,  True, False],
        [ True,  True, False,  True, False],
        [ True, False,  True, False,  True]])
tensor([[   -inf, -0.3873,    -inf,    -inf,  0.4053],
        [   -inf,  1.4164,    -inf,    -inf,  1.8823],
        [   -inf,    -inf,  1.2590,    -inf,  1.7255],
        [   -inf,  0.3041,    -inf,  0.3849,    -inf]])

任務(wù)三:

import numpy as np
import torch
import torch.utils.data.dataset as Dataset
from torch.utils.data import Dataset,DataLoader
tensor1=torch.tensor([[10,1,2,1,1,1,1,1,1,1,10],
             [3,4,5,1,1,1,1,1,1,1,1],
             [7,8,9,1,1,1,1,1,1,1,1],
             [1,4,7,1,1,1,1,1,1,1,1]],dtype=torch.float32)
# tensor2=torch.tensor([[3,2,1],
#                       [6,5,4],
#                       [1,4,7],
#                       [9,8,7]],dtype=torch.float32)
#
print('tensor1:')
print(tensor1)
print('直接輸出topk,會(huì)得到兩個(gè)東西,我們需要的是第二個(gè)indices')
print(torch.topk(tensor1, k=3, dim=1, largest=True))
print('topk[0]如下')
print(torch.topk(tensor1, k=3, dim=1, largest=True)[0])
print('topk[1]如下')
print(torch.topk(tensor1, k=3, dim=1, largest=True)[1])
'''
tensor1:
tensor([[10.,  1.,  2.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1., 10.],
        [ 3.,  4.,  5.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.],
        [ 7.,  8.,  9.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.],
        [ 1.,  4.,  7.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.,  1.]])
直接輸出topk,會(huì)得到兩個(gè)東西,我們需要的是第二個(gè)indices
torch.return_types.topk(
values=tensor([[10., 10.,  2.],
        [ 5.,  4.,  3.],
        [ 9.,  8.,  7.],
        [ 7.,  4.,  1.]]),
indices=tensor([[ 0, 10,  2],
        [ 2,  1,  0],
        [ 2,  1,  0],
        [ 2,  1,  0]]))
topk[0]如下
tensor([[10., 10.,  2.],
        [ 5.,  4.,  3.],
        [ 9.,  8.,  7.],
        [ 7.,  4.,  1.]])
topk[1]如下
tensor([[ 0, 10,  2],
        [ 2,  1,  0],
        [ 2,  1,  0],
        [ 2,  1,  0]])
'''

總結(jié)

到此這篇關(guān)于pytorch中torch.topk()函數(shù)快速理解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)pytorch torch.topk()函數(shù)理解內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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