pytorch笔记：torch.nn.GRU & torch.nn.LSTM_多层gru

作者：我家小花儿 | 2024-08-20 12:24:13

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多层gru

1 函数介绍 (GRU)

对于输入序列中的每个元素，每一层计算以下函数：

其中 $h_t$ 是在t时刻的隐藏状态， $x_t$ 是在t时刻的输入。σ是sigmoid函数，*是逐元素的哈达玛积

对于多层GRU 第l层的输入 $x_t^{(l)}$ （l≥2）是之前一层的隐藏状态 $h_t^{(l-1)}$ ，乘以dropout $\delta_t^{(l-1)}$

2 输入参数介绍(GRU)

input_size	输入特征的大小
hidden_size	隐藏层h特征的大小
num_layers	GRU层数。例如，设置 num_layers=2 意味着将两个 GRU 堆叠在一起形成一个堆叠的 GRU，第二个 GRU 接收第一个 GRU 的输出并计算最终结果。默认值：1
bias	默认值True 上式的那些b是否为0，如果是False的话，那么这些b就都是0
batch_first	如果为 True，则输入和输出Tensor的维度为 (batch, seq, feature) 而不是 (seq, batch, feature)。默认值：False
dropout	如果非零，则在除最后一层之外的每个 GRU 层的输出上引入一个 Dropout 层，dropout 概率等于 dropout。默认值：0
bidirectional	如果是True，那么就变成双向GRU 默认值：False

3 使用举例(GRU)

3.1 输入tensor的维度

input：当batch_first=False的时候，维度为 $(seq\_len,batch\_size,input\_size)$ ；否则是 $(batch\_size,seq\_len,input\_size)$

h_0： $(num\_directions*num\_layers,batch\_size,hidden\_size)$

3.2 输出tensor的维度

output：当batch_first=False的时候，维度为 $(seq\_len,batch\_size,hidden\_size * num\_direction)$ ；否则是 $(batch\_size,seq\_len,hidden\_size * num\_direction)$

h_n： $(num\_directions*num\_layers,batch\_size,hidden\_size)$

3.3 实例说明


import torch
 
GRU=torch.nn.GRU(input_size=10,
                 hidden_size=20,
                 num_layers=20)
 
input_tensor=torch.randn(5,3,10)
'''
输入的sequence长5
batch_size为3
输入sequence每一个元素的维度为10
'''
h0=torch.randn(1*20,3,20)
'''
第一个参数：单方向GRU（1），20层GRU（20）
第二个参数：batch_size
第三个参数：hidden_size的大小
'''
output,hn=GRU(input_tensor,h0)
output.shape,hn.shape
#(torch.Size([5, 3, 20]), torch.Size([20, 3, 20]))

4 torch.nn.LSTM

和GRU几乎完全一模一样，这里说几个不同的地方：

声明的时候，在bidirectional 后面还有一个参数proj_size，默认为0。如果这个参数为0，那么Hc和Hout的维度都是；如果参数大于0，那么Hc仍然是，Hout变成

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