pytorch 0.4.0迁移指南

总说

由于pytorch 0.4版本更新实在太大了, 以前版本的代码必须有一定程度的更新. 主要的更新在于 Variable和Tensor的合并., 当然还有Windows的支持, 其他一些就是支持scalar tensor以及修复bug和提升性能吧. Variable和Tensor的合并导致以前的代码会出错, 所以需要迁移, 其实迁移代价并不大.

Tensor和Variable的合并

说是合并, 其实是按照以前(0.1-0.3版本)的观点是: Tensor现在默认requires_grad=False的Variable了. torch.Tensor和torch.autograd.Variable现在其实是同一个类! 没有本质的区别! 所以也就是说, 现在已经没有纯粹的Tensor了, 是个Tensor, 它就支持自动求导! 你现在要不要给Tensor包一下Variable, 都没有任何意义了.

查看Tensor的类型

使用.isinstance()或是x.type(), 用type()不能看tensor的具体类型.

>>> x = torch.DoubleTensor([1, 1, 1])
>>> print(type(x))  # was torch.DoubleTensor
"<class 'torch.Tensor'>"
>>> print(x.type())  # OK: 'torch.DoubleTensor'
'torch.DoubleTensor'
>>> print(isinstance(x, torch.DoubleTensor))  # OK: True
True

requires_grad 已经是Tensor的一个属性了

>>> x = torch.ones(1)
>>> x.requires_grad #默认是False
False
>>> y = torch.ones(1)
>>> z = x + y
>>> # 显然z的该属性也是False
>>> z.requires_grad
False
>>> # 所有变量都不需要grad, 所以会出错
>>> z.backward()
RuntimeError: element 0 of tensors does not require grad and does not have a grad_fn
>>>
>>> # 可以将`requires_grad`作为一个参数, 构造tensor
>>> w = torch.ones(1, requires_grad=True)
>>> w.requires_grad
True
>>> total = w + z
>>> total.requires_grad
True
>>> # 现在可以backward了
>>> total.backward()
>>> w.grad
tensor([ 1.])
>>> # x,y,z都是不需要梯度的,他们的grad也没有计算
>>> z.grad == x.grad == y.grad == None
True

通过.requires_grad()来进行使得Tensor需要梯度.

不要随便用.data

以前.data是为了拿到Variable中的Tensor,但是后来, 两个都合并了. 所以 .data返回一个新的requires_grad=False的Tensor! 然而新的这个Tensor与以前那个Tensor是共享内存的. 所以不安全, 因为

y = x.data # x需要进行autograd
# y和x是共享内存的,但是这里y已经不需要grad了, 
# 所以会导致本来需要计算梯度的x也没有梯度可以计算.从而x不会得到更新!

所以, 推荐用x.detach(), 这个仍旧是共享内存的, 也是使得y的requires_grad为False, 但是,如果x需要求导, 仍旧是可以自动求导的!

scalar的支持

这个非常重要啊! 以前indexing一个一维Tensor,返回的是一个number类型,但是indexing一个Variable确实返回一个size为(1,)的vector. 再比如一些reduction操作, 比如tensor.sum()返回一个number, 但是variable.sum()返回的是一个size为(1,)的vector.

scalar是0-维度的Tensor, 所以我们不能简单的用以前的方法创建, 我们用一个torch.tensor注意,是小写的!

>>> torch.tensor(3.1416)         # 用torch.tensor来创建scalar
tensor(3.1416)     # 注意 scalar是打印出来是没有[]的
>>> torch.tensor(3.1416).size()  # size是0
torch.Size([])
>>> torch.tensor([3]).size()     # compare to a vector of size 1
torch.Size([1])  # 如果是tensor, 打印出来会用`[]`包上
>>>
>>> vector = torch.arange(2, 6)  # this is a vector
>>> vector
tensor([ 2.,  3.,  4.,  5.])
>>> vector[3]                    # 现在, indexing一个一维tensor返回的是一个tensor了!
tensor(5.)
>>> vector[3].item()             # 需要额外加上.item() 来获得里面的值
5.0
>>> mysum = torch.tensor([2, 3]).sum() # 而这种reduction操作, 返回的是一个scalar了(0-dimension的tensor)
>>> mysum
tensor(5)
>>> mysum.size()
torch.Size([])

从上面例子可以看出, 通过引入scalar, 可以将返回值的类型进行统一. 
重点: 
1. 取得一个tensor的值(返回number), 用.item() 
2. 创建scalar的话,需要用torch.tensor(number) 
3. torch.tensor(list)也可以进行创建tensor

累加loss

以前了累加loss(为了看loss的大小)一般是用total_loss+=loss.data[0] , 比较诡异的是, 为啥是.data[0]? 这是因为, 这是因为loss是一个Variable, 所以以后累加loss, 用loss.item(). 
这个是必须的, 如果直接加, 那么随着训练的进行, 会导致后来的loss具有非常大的graph, 可能会超内存. 然而total_loss只是用来看的, 所以没必要进行维持这个graph!

弃用 volatile

现在这个flag已经没用了. 被替换成torch.no_grad(), torch.set_grad_enable(grad_mode)等函数

>>> x = torch.zeros(1, requires_grad=True)
>>> with torch.no_grad():
...     y = x * 2
>>> y.requires_grad
False
>>>
>>> is_train = False
>>> with torch.set_grad_enabled(is_train):
...     y = x * 2
>>> y.requires_grad
False
>>> torch.set_grad_enabled(True)  # this can also be used as a function
>>> y = x * 2
>>> y.requires_grad
True
>>> torch.set_grad_enabled(False)
>>> y = x * 2
>>> y.requires_grad
False

dypes,devices以及numpy-style的构造函数

dtype是data types, 对应关系如下: 
 
通过.dtype可以得到

其他就是以前写device type都是用.cup()或是.cuda(), 现在独立成一个函数, 我们可以

>>> device = torch.device("cuda:1")
>>> x = torch.randn(3, 3, dtype=torch.float64, device=device)
tensor([[-0.6344,  0.8562, -1.2758],
        [ 0.8414,  1.7962,  1.0589],
        [-0.1369, -1.0462, -0.4373]], dtype=torch.float64, device='cuda:1')
>>> x.requires_grad  # default is False
False
>>> x = torch.zeros(3, requires_grad=True)
>>> x.requires_grad
True

新的创建Tensor方法

主要是可以指定 dtype以及device.

>>> device = torch.device("cuda:1")
>>> x = torch.randn(3, 3, dtype=torch.float64, device=device)
tensor([[-0.6344,  0.8562, -1.2758],
        [ 0.8414,  1.7962,  1.0589],
        [-0.1369, -1.0462, -0.4373]], dtype=torch.float64, device='cuda:1')
>>> x.requires_grad  # default is False
False
>>> x = torch.zeros(3, requires_grad=True)
>>> x.requires_grad
True

用 torch.tensor来创建Tensor

这个等价于numpy.array,用途: 
1.将python list的数据用来创建Tensor 
2. 创建scalar

# 从列表中, 创建tensor
>>> cuda = torch.device("cuda")
>>> torch.tensor([[1], [2], [3]], dtype=torch.half, device=cuda)
tensor([[ 1],
        [ 2],
        [ 3]], device='cuda:0')

>>> torch.tensor(1)               # 创建scalar
tensor(1)

torch.*like以及torch.new_*

第一个是可以创建, shape相同, 数据类型相同.

 >>> x = torch.randn(3, dtype=torch.float64)
 >>> torch.zeros_like(x)
 tensor([ 0.,  0.,  0.], dtype=torch.float64)
 >>> torch.zeros_like(x, dtype=torch.int)
 tensor([ 0,  0,  0], dtype=torch.int32)

当然如果是单纯想要得到属性与前者相同的Tensor, 但是shape不想要一致:

>>> x = torch.randn(3, dtype=torch.float64)
 >>> x.new_ones(2) # 属性一致
 tensor([ 1.,  1.], dtype=torch.float64)
 >>> x.new_ones(4, dtype=torch.int)
 tensor([ 1,  1,  1,  1], dtype=torch.int32)

书写 device-agnostic 的代码

这个含义是, 不要显示的指定是gpu, cpu之类的. 利用.to()来执行.

# at beginning of the script
device = torch.device("cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu")

...

# then whenever you get a new Tensor or Module
# this won't copy if they are already on the desired device
input = data.to(device)
model = MyModule(...).to(device)

迁移代码对比

以前的写法

 model = MyRNN()
  if use_cuda:
      model = model.cuda()

  # train
  total_loss = 0
  for input, target in train_loader:
      input, target = Variable(input), Variable(target)
      hidden = Variable(torch.zeros(*h_shape))  # init hidden
      if use_cuda:
          input, target, hidden = input.cuda(), target.cuda(), hidden.cuda()
      ...  # get loss and optimize
      total_loss += loss.data[0]

  # evaluate
  for input, target in test_loader:
      input = Variable(input, volatile=True)
      if use_cuda:
          ...
      ...

现在的写法

  # torch.device object used throughout this script
  device = torch.device("cuda" if use_cuda else "cpu")

  model = MyRNN().to(device)

  # train
  total_loss = 0
  for input, target in train_loader:
      input, target = input.to(device), target.to(device)
      hidden = input.new_zeros(*h_shape)  # has the same device & dtype as `input`
      ...  # get loss and optimize
      total_loss += loss.item()           # get Python number from 1-element Tensor

  # evaluate
  with torch.no_grad():                   # operations inside don't track history
      for input, target in test_loader:
          ...
REFERENCES:https://zhuanlan.zhihu.com/p/36116749