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PyTorch之torch.matmul函数的使用及说明

2024年09月09日 Python 我要评论
一、简介torch.matmul 用于两维或更高维张量的矩阵乘法操作。它支持广播机制,并且能够处理不同形状和维度的张量,适用于广泛的应用场景。二、语法torch.matmul 函数的基本语法如下:to

一、简介

torch.matmul 用于两维或更高维张量的矩阵乘法操作。

它支持广播机制,并且能够处理不同形状和维度的张量,适用于广泛的应用场景。

二、语法

torch.matmul 函数的基本语法如下:

torch.matmul(input, other, *, out=none)

三、参数

  • input:第一个输入张量。
  • other:第二个输入张量,与 input 进行矩阵乘法。
  • out(可选):存储输出结果的张量。

四、示例

下面通过几个简单的例子来演示 torch.matmul 的用法。

示例 1:二维矩阵乘法

import torch

# 创建两个二维张量
a = torch.tensor([[1, 2], [3, 4]])
b = torch.tensor([[5, 6], [7, 8]])

# 使用 torch.matmul 进行矩阵乘法
result = torch.matmul(a, b)
print(a)
print(b)
print("二维矩阵乘法结果:")
print(result)

输出:

tensor([[1, 2],
        [3, 4]])
tensor([[5, 6],
        [7, 8]])
二维矩阵乘法结果:
tensor([[19, 22],
        [43, 50]])

在这个例子中,torch.matmul 对两个二维张量进行了标准的矩阵乘法。

示例 2:高维张量乘法

import torch
# 创建两个高维张量
a = torch.randn(2, 3, 4)
b = torch.randn(2, 4, 5)

# 使用 torch.matmul 进行高维张量乘法
result = torch.matmul(a, b)
print("高维张量乘法结果的形状:")
print(result.shape)

输出:

高维张量乘法结果的形状:
torch.size([2, 3, 5])

在这个例子中,torch.matmul 对两个高维张量进行了矩阵乘法,并且结果张量的形状是 [2, 3, 5],符合矩阵乘法的规则。

没有了解过的童鞋可能对这里的乘法规则有所迷惑,因此解释一下:对于高维($\geq$3维度)矩阵乘法,只要保持最后两个维(低二维)的矩阵满足普通矩阵乘法规则,高维的各维度保持相等或对应维度中有一个为1即可。

在这里第2维为(3,4)与(4,5)满足普通矩阵乘法要求,然后高维相等直接对应位置矩阵相乘即可。

下面的广播机制是高维为1的情况,此时会触发广播机制完成高维矩阵的乘法。

示例 3:广播机制

import torch
# 创建两个可以广播的张量
a = torch.randn(2, 3, 4)
b = torch.randn(4, 5)

# 使用 torch.matmul 进行广播机制的矩阵乘法
result = torch.matmul(a, b)
print("广播机制下的矩阵乘法结果的形状:")
print(result.shape)

输出:

广播机制下的矩阵乘法结果的形状:
torch.size([2, 3, 5])

在这个例子中,b 张量的形状是 [4, 5],通过广播机制,与 a 张量的形状 [2, 3, 4] 进行了兼容,并得到了结果张量的形状 [2, 3, 5]

总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持代码网。

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