当前位置: 首页 > ds >正文

【python深度学习】Day 40 训练和测试的规范写法

知识点回顾:
  1. 彩色和灰度图片测试和训练的规范写法:封装在函数中
  2. 展平操作:除第一个维度batchsize外全部展平
  3. dropout操作:训练阶段随机丢弃神经元,测试阶段eval模式关闭dropout

作业:仔细学习下测试和训练代码的逻辑,这是基础,这个代码框架后续会一直沿用,后续的重点慢慢就是转向模型定义阶段了。

import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
from torchvision import datasets, transforms
from torch.utils.data import DataLoader
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np# 设置中文字体支持
plt.rcParams["font.family"] = ["SimHei"]
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 解决负号显示问题# 1. 数据预处理
transform = transforms.Compose([transforms.ToTensor(),  # 转换为张量并归一化到[0,1]transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,))  # MNIST数据集的均值和标准差
])# 2. 加载MNIST数据集
train_dataset = datasets.MNIST(root='./data',train=True,download=True,transform=transform
)test_dataset = datasets.MNIST(root='./data',train=False,transform=transform
)# 3. 创建数据加载器
batch_size = 64  # 每批处理64个样本
train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True)
test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=batch_size, shuffle=False)# 4. 定义模型、损失函数和优化器
class MLP(nn.Module):def __init__(self):super(MLP, self).__init__()self.flatten = nn.Flatten()  # 将28x28的图像展平为784维向量self.layer1 = nn.Linear(784, 128)  # 第一层:784个输入,128个神经元self.relu = nn.ReLU()  # 激活函数self.layer2 = nn.Linear(128, 10)  # 第二层:128个输入,10个输出(对应10个数字类别)def forward(self, x):x = self.flatten(x)  # 展平图像x = self.layer1(x)   # 第一层线性变换x = self.relu(x)     # 应用ReLU激活函数x = self.layer2(x)   # 第二层线性变换,输出logitsreturn x# 检查GPU是否可用
device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")# 初始化模型
model = MLP()
model = model.to(device)  # 将模型移至GPU(如果可用)criterion = nn.CrossEntropyLoss()  # 交叉熵损失函数,适用于多分类问题
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)  # Adam优化器# 5. 训练模型(记录每个 iteration 的损失)
def train(model, train_loader, test_loader, criterion, optimizer, device, epochs):model.train()  # 设置为训练模式# 新增:记录每个 iteration 的损失all_iter_losses = []  # 存储所有 batch 的损失iter_indices = []     # 存储 iteration 序号(从1开始)for epoch in range(epochs):running_loss = 0.0correct = 0total = 0for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader):data, target = data.to(device), target.to(device)  # 移至GPU(如果可用)optimizer.zero_grad()  # 梯度清零output = model(data)  # 前向传播loss = criterion(output, target)  # 计算损失loss.backward()  # 反向传播optimizer.step()  # 更新参数# 记录当前 iteration 的损失(注意:这里直接使用单 batch 损失,而非累加平均)iter_loss = loss.item()all_iter_losses.append(iter_loss)iter_indices.append(epoch * len(train_loader) + batch_idx + 1)  # iteration 序号从1开始# 统计准确率和损失(原逻辑保留,用于 epoch 级统计)running_loss += iter_loss_, predicted = output.max(1)total += target.size(0)correct += predicted.eq(target).sum().item()# 每100个批次打印一次训练信息(可选:同时打印单 batch 损失)if (batch_idx + 1) % 100 == 0:print(f'Epoch: {epoch+1}/{epochs} | Batch: {batch_idx+1}/{len(train_loader)} 'f'| 单Batch损失: {iter_loss:.4f} | 累计平均损失: {running_loss/(batch_idx+1):.4f}')# 原 epoch 级逻辑(测试、打印 epoch 结果)不变epoch_train_loss = running_loss / len(train_loader)epoch_train_acc = 100. * correct / totalepoch_test_loss, epoch_test_acc = test(model, test_loader, criterion, device)print(f'Epoch {epoch+1}/{epochs} 完成 | 训练准确率: {epoch_train_acc:.2f}% | 测试准确率: {epoch_test_acc:.2f}%')# 绘制所有 iteration 的损失曲线plot_iter_losses(all_iter_losses, iter_indices)# 保留原 epoch 级曲线(可选)# plot_metrics(train_losses, test_losses, train_accuracies, test_accuracies, epochs)return epoch_test_acc  # 返回最终测试准确率# 6. 测试模型
def test(model, test_loader, criterion, device):model.eval()  # 设置为评估模式test_loss = 0correct = 0total = 0with torch.no_grad():  # 不计算梯度,节省内存和计算资源for data, target in test_loader:data, target = data.to(device), target.to(device)output = model(data)test_loss += criterion(output, target).item()_, predicted = output.max(1)total += target.size(0)correct += predicted.eq(target).sum().item()avg_loss = test_loss / len(test_loader)accuracy = 100. * correct / totalreturn avg_loss, accuracy  # 返回损失和准确率# 7.绘制每个 iteration 的损失曲线
def plot_iter_losses(losses, indices):plt.figure(figsize=(10, 4))plt.plot(indices, losses, 'b-', alpha=0.7, label='Iteration Loss')plt.xlabel('Iteration(Batch序号)')plt.ylabel('损失值')plt.title('每个 Iteration 的训练损失')plt.legend()plt.grid(True)plt.tight_layout()plt.show()# 8. 执行训练和测试(设置 epochs=2 验证效果)
epochs = 2  
print("开始训练模型...")
final_accuracy = train(model, train_loader, test_loader, criterion, optimizer, device, epochs)
print(f"训练完成!最终测试准确率: {final_accuracy:.2f}%")

http://www.xdnf.cn/news/10139.html

相关文章:

  • 【C++】C++面向对象设计的核心思想之一: 接口抽象、解耦和可扩展性
  • Python打卡训练营Day40
  • 半导体晶圆制造洁净厂房的微振控制方案-江苏泊苏系统集成有限公司
  • 如何迁移SOS数据库和修改sos服务的端口号
  • php:5.6-apache Docker镜像中安装 gd mysqli 库 【亲测可用】
  • Asp.Net Core FluentValidation校验框架
  • 3. JavaScript基础:自增自减、运算符优先级、条件语句、循环与错误处理
  • 跟我学c++中级篇——动态库的资源处理
  • 2025年渗透测试面试题总结-匿名[校招]红队攻防工程师(题目+回答)
  • 机器人变量类型与配置
  • 引领机器人交互未来!MANUS数据手套解锁精准手部追踪
  • 大数据量下的数据修复与回写Spark on Hive 的大数据量主键冲突排查:COUNT(DISTINCT) 的陷阱
  • Linux入门——入门常用基础指令(3)
  • 课程介绍:《ReactNative基础与实战指南2025》
  • 【前端优化】使用speed-measure-webpack-plugin分析前端运行、打包耗时,优化项目
  • 20250530-C#知识:万物之父Object
  • 云原生应用架构设计原则与落地实践:从理念到方法论
  • 通信算法之280:无人机侦测模块知识框架思维导图
  • JS 事件循环详解
  • 告别重复 - Ansible 配置管理入门与核心价值
  • 在 Linux 上安装 Minikube:轻松搭建本地 Kubernetes 单节点集群
  • 项目管理工具Maven
  • java/mysql/ES下的日期类型分析
  • 【FlashRAG】本地部署与demo运行(二)
  • PHP7内核剖析 学习笔记 第九章 PHP基础语法的实现
  • [特殊字符] xbatis 一款好用 ORM 框架 1.8.8-M2 发布,节省 1/3 代码和时间的框架!!!
  • Drawio编辑器二次开发
  • 【pytorch学习】土堆pytorch学习笔记2
  • 【Linux】权限相关指令
  • Axure疑难杂症:中继器新增数据时如何上传并存储图片(玩转中继器)