PyTorch – 如何计算向量或矩阵的范数?


要计算向量或矩阵的范数,我们可以使用 **torch.linalg.norm()** 方法。它返回一个包含计算出的范数的新张量。它接受向量、矩阵、矩阵批次以及矩阵批次的输入。

向量是一维 PyTorch 张量,而矩阵是二维 PyTorch 张量。它支持 **float、double、cfloat** 和 **cdouble** 数据类型的输入。我们可以沿着不同的维度计算矩阵或矩阵批次的范数。例如,我们可以沿着维度 0 或维度 1 计算矩阵的范数。

语法

torch.linalg.norm(A)

A 是向量、矩阵或矩阵批次。向量是一维 PyTorch 张量,矩阵是二维 PyTorch 张量。

步骤

我们可以使用以下步骤来计算向量或矩阵的范数:

  • 导入所需的库。在以下所有示例中,所需的 Python 库是 **torch**。确保您已安装它。

import torch
  • 定义向量或矩阵。这里,我们定义一个大小为 3×3 的随机数矩阵(二维张量)。

A = torch.randn(3,3)
  • 使用 torch.linalg.norm(A) 计算向量或矩阵的范数。A 是向量、矩阵或矩阵批次。可以选择将此值分配给一个新的变量。

norm_A = torch.linalg.norm(A)
  • 打印计算出的范数

print("Norm:", norm_A)

示例 1

在此程序中,我们计算向量的范数。

# import required library
import torch

# create a vector/ 1D tensor
v = torch.randn(3)

# print the above created vector
print("Vector:
", v) # computet the norm of the vector n = torch.linalg.norm(v) print("Norm:
", n)

输出

Vector:
   tensor([-0.3792, -1.1512, 0.2590])
Norm:
   tensor(1.2394)

示例 2

在此程序中,我们计算矩阵的范数。

# import required library
import torch

# create a 3x4 matrix
mat = torch.randn(3,3)

# print the above created matrix
print("Matrix:
", mat) # compute the norm of the matrix nor = torch.linalg.norm(mat) # print the computed determinants print("Norm:
", nor)

输出

Matrix:
   tensor([[ 0.2376, 0.5451, -0.2423],
      [-0.2320, -0.2493, 1.3164],
      [-0.0265, -0.9278, -0.8413]])
Norm:
   tensor(1.9572)

示例 3

在此程序中,我们沿着不同的维度计算矩阵的范数。

# Python program to compute the norm of a matrix
# import torch library
import torch

# create a 3x3 matrix
mat = torch.tensor([[1.,2.,3.],[4.,5.,6.]])

# print the above created matrix
print("Matrix:
", mat) # compute the norm of the matrix in dim 0 nor0 = torch.linalg.norm(mat, dim = 0) # print the computed norm print("Norm in 0 dim:
", nor0) # compute the norm of the matrix in dim 1 nor1 = torch.linalg.norm(mat, dim = 1) # print the computed norm print("Norm in 1 dim:
", nor1)

输出

Matrix:
   tensor([[1., 2., 3.],
   [4., 5., 6.]])
Norm in 0 dim:
   tensor([4.1231, 5.3852, 6.7082])
Norm in 1 dim:
   tensor([3.7417, 8.7750])

示例 4

在此程序中,我们计算复数矩阵的范数。

# import required library
import torch

# create a 3x4 matrix
mat = torch.randn(3,4, dtype = torch.cfloat)

# print the above created matrix
print("Matrix:
", mat) # compute the norm of the matrix nor = torch.linalg.norm(mat) # print the computed norm print("Norm:
", nor) # compute the norm of the matrix in dim 0 nor0 = torch.linalg.norm(mat, dim = 0) # print the computed norm print("Norm in 0 dim:
", nor0) # compute the norm of the matrix in dim 1 nor1 = torch.linalg.norm(mat, dim = 1) # print the computed norm print("Norm in 1 dim:
", nor1)

输出

Matrix:
   tensor([[-0.2689+0.1693j, -1.5259-0.5821j, -0.2348-0.0016j, -0.9439+0.0868j],
      [-1.1065-0.5374j, 0.4492-0.0664j, 0.1469+1.0838j, -0.1163+0.2847j],
      [ 0.7928-1.0270j, 0.9414+1.0902j, 0.5717+0.9329j, -0.1108+0.2115j]])
Norm:
   tensor(3.4270)
Norm in 0 dim:
   tensor([1.8159, 2.2244, 1.5648, 1.0247])
Norm in 1 dim:
   tensor([1.9292, 1.7350, 2.2388])

更新于: 2022年1月7日

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