tensorflow學習筆記二：入門基礎

TensorFlow用張量這種數據結構來表示所有的數據。用一階張量來表示向量，如：v = [1.2, 2.3, 3.5] ，如二階張量表示矩陣，如：m = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]，可以看成是方括號嵌套的層數。

1、編輯器

編寫tensorflow代碼，實際上就是編寫py文件，最好找一個好用的編輯器，如果你用vim或gedit比較順手，那也可以的啦。我們既然已經安裝了anaconda，那么它里面自帶一個還算不錯的編輯器，名叫spyder，用起來和matlab差不多，還可以在右上角查看變量的值。因此我一直使用這個編輯器。它的啟動方式也很簡單，直接在終端輸入spyder就行了。

2、常量

我們一般引入tensorflow都用語句

import tensorflow as tf

因此，以后文章中我就直接用tf來表示tensorflow了。

在tf中，常量的定義用語句：

a=tf.constant(10)

這就定義了一個值為10的常量a

3、變量

變量用Variable來定義, 並且必須初始化，如：

x=tf.Variable(tf.ones([3,3]))
y=tf.Variable(tf.zeros([3,3]))

分別定義了一個3x3的全1矩陣x，和一個3x3的全0矩陣y，0和1的值就是初始化。

變量定義完后，還必須顯式的執行一下初始化操作，即需要在后面加上一句：

init=tf.global_variables_initializer()

這句可不要忘了，否則會出錯。

例：自定義一個拉普拉斯的W變量：

import tensorflow as tf
import numpy as np
x=np.array([[1,1,1],[1,-8,1],[1,1,1]])
w=tf.Variable(initial_value=x)
sess=tf.Session()
sess.run(tf.global_variables_initializer())
print(sess.run(w))

4、占位符

變量在定義時要初始化，但是如果有些變量剛開始我們並不知道它們的值，無法初始化，那怎么辦呢？

那就用占位符來占個位置，如：

x = tf.placeholder(tf.float32, [None, 784])

指定這個變量的類型和shape，以后再用feed的方式來輸入值。

5、圖(graph)

如果把下面的python語句改在tf語句，該怎么寫呢：

x=3
y=2
z=x+y
print(z)

定義兩個變量，並將兩個數相加，輸出結果。如果在tf中直接像上面這樣寫，那就錯了。x,y,z分別是三個tensor對象，對象間的運算稱之為操作(op), tf不會去一條條地執行各個操作，而是把所有的操作都放入到一個圖(graph）中，圖中的每一個結點就是一個操作。然后行將整個graph 的計算過程交給一個 TensorFlow 的Session, 此 Session 可以運行整個計算過程，比起操作(operations)一條一條的執行效率高的多。

執行代碼如下：

import tensorflow as tf

x = tf.Variable(3)
y = tf.Variable(5)
z=x+y
init =tf.global_variables_initializer()

 with tf.Session() as sess: 
sess.run(init) 
print(sess.run(z))

其中sess.run()即是執行，注意要先執行變量初始化操作，再執行運算操作。

Session需要先創建，使用完后還需要釋放。因此我們使用with...as..語句，讓系統自動釋放。

例子1：hello world

import tensorflow as tf
word=tf.constant('hello,world!')
with tf.Session() as sess:
    print(sess.run(word))

例子2：加法和乘法

import tensorflow as tf 
a = tf.placeholder(tf.int16)
b = tf.placeholder(tf.int16)
add = tf.add(a, b)
mul = tf.mul(a, b)

with tf.Session() as sess:
    print('a+b=',sess.run(add, feed_dict={a: 2, b: 3}))
    print('a*b=',sess.run(mul, feed_dict={a: 2, b: 3}))

此處使用feed_dict以字典的方式對多個變量輸入值。

例子3： 矩陣乘法

import tensorflow as tf 
a=tf.Variable(tf.ones([3,2]))
b=tf.Variable(tf.ones([2,3]))
product=tf.matmul(5*a,4*b)
init=tf.initialize_all_variables()

with tf.Session() as sess:
    sess.run(init)
    print(sess.run(product))

 其中

product=tf.matmul(5*a,4*b)

也可以改成 

product=tf.matmul(tf.mul(5.0,a),tf.mul(4.0,b))

定義變量時，沒有指定數據類型，則默認為float32，因此是5.0而不是5