当前位置: 首页 > ops >正文

打卡day41

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

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}%")

@浙大疏锦行

http://www.xdnf.cn/news/10037.html

相关文章:

  • 2505软考高项第一、二批真题终极汇总
  • 【MySQL】事务及隔离性
  • 气镇阀是什么?
  • excel导出引发的cpu问题
  • 附件上传唯一性校验
  • 【AI非常道】二零二五年五月,AI非常道
  • Linux研学-入门命令
  • neo4j图数据库
  • 深入了解MCP基础与架构
  • Vue3 + VTable 高性能表格组件完全指南,一个基于 Canvas 的高性能表格组件
  • Go语言通道如何实现通信
  • C文件操作1
  • 基于 AUTOSAR 的域控产品软件开发:从 CP 到 AP 的跨越
  • Java Web 开发详细流程
  • AgenticSeek: 100% 本地替代 Manus AI 的方案
  • Proteus寻找元器件(常见)
  • MFA多因素认证与TOTP算法核心解析(含Java案例)
  • 【产品经理从0到1】平台端产品设计
  • 超级对话2:大跨界且大综合的学问融智学应用场景述评(不同第三方的回应)之二
  • docker部署自动化测试环境笔记
  • Windows 11 家庭版 安装Docker教程
  • einops库介绍(安装/主要函数/应用场景)
  • java.io.IOException: ZIP entry size is too large or invalid
  • OS9.【Linux】基本权限(下)
  • Realsense D435i 使用说明
  • Python+requests+pytest接口自动化测试框架的搭建(全)
  • 在大型中实施访问控制 语言模型
  • Linux-pcie ranges介绍
  • 量化qmt跟单聚宽小市值策略开发成功
  • ESP32-C3 Vscode+ESP-IDF开发环境搭建 保姆级教程