1.tf.gather
tf.gather(params, indices, validate_indices=None, name=None, axis=0)
功能：根據提供的
indices在
axis這個軸上對
params進行索引，拼接成一個新的張量。
參數：
- params：需要被索引的張量
- indices：必須為整數類型，如int32,int64等，注意檢查不要越界了，因為如果越界了，如果使用的
CPU，則會報錯，如果在GPU上進行操作的，那么相應的輸出值將會被置為0，而不會報錯，因此認真檢查是否越界。 - name：返回張量名稱
返回維度: params.shape[:axis] + indices.shape + params.shape[axis + 1:]
舉例：
import tensorflow as tf temp4=tf.reshape(tf.range(0,20)+tf.constant(1,shape=[20]),[2,2,5])
temp4: [[[ 1 2 3 4 5] [ 6 7 8 9 10]] [[11 12 13 14 15] [16 17 18 19 20]]]
（1）當indices是向量時，輸出的形狀和輸入形狀相同，不改變
temp5=tf.gather(temp4,[0,1],axis=0) #indices是向量
temp5：
[[[ 1 2 3 4 5] [ 6 7 8 9 10]] [[11 12 13 14 15] [16 17 18 19 20]]]
temp7=tf.gather(temp4,[1,4],axis=2)
# (2,2,5)[:2]+(2,)+(2,2,5)[3:]=(2,2,2)
temp7: [[[ 2 5] [ 7 10]] [[12 15] [17 20]]]
（2）當indices是數值時，輸出的形狀比輸入的形狀少一維
temp6=tf.gather(temp4,1,axis=1) #indices是數值
# (2,2,5)[:1]+()+(2,2,5)[2:]=(2,5)
temp：
[[ 6 7 8 9 10] [16 17 18 19 20]]
（3）當indices是多維時
temp8=tf.gather(temp4,[[0,1],[3,4]],axis=2) #indices是多維的
# (2,2,5)[:2]+(2,2)+(2,2,5)[3:]=(2,2,2,2)
temp8：
[[[[ 1 2] [ 4 5]] [[ 6 7] [ 9 10]]] [[[11 12] [14 15]] [[16 17] [19 20]]]]
bert源碼:
flat_input_ids = tf.reshape(input_ids, [-1]) #【batch_size*seq_length*input_num】 if use_one_hot_embeddings: one_hot_input_ids = tf.one_hot(flat_input_ids, depth=vocab_size) output = tf.matmul(one_hot_input_ids, embedding_table) else: output = tf.gather(embedding_table, flat_input_ids)
2.tf.gather_nd
tf.gather_nd( params, indices, name=None, batch_dims=0)
功能：類似於tf.gather，不過后者只能在一個維度上進行索引，而前者可以在多個維度上進行索引，
參數：
- params：待索引輸入張量
- indices：索引，int32,int64，indices將切片定義為params的前N個維度，其中N = indices.shape [-1]
- 通常要求indices.shape[-1] <= params.rank(可以用np.ndim(params)查看)
- 如果等號成立是在索引具體元素
- 如果等號不成立是在沿params的indices.shape[-1]軸進行切片
- name=None：操作的名稱（可選）
返回維度: indices.shape[:-1] + params.shape[indices.shape[-1]:]，前面的indices.shape[:-1]代表索引后的指定形狀
舉例：
indices = [[0, 0], [1, 1]]
params = [['a', 'b'], ['c', 'd']]
# (2,2)[:-1]+(2,2)[(2,2)[-1]:]=(2,)
output = ['a', 'd']
表示將params對應第一行第一列的'a'和第二行第二列的'd'取出來
indices = [[1], [0]]
params = [['a', 'b'], ['c', 'd']]
# (2,1)[:-1]+(2,2)[(2,1)[-1]:]=(2,)+(2,)=(2,2)
output = [['c', 'd'], ['a', 'b']]
表示將params對應第二行和第一行取出來
'''
功能：T是一個二維tensor，我們想要根據另外一個二維tensor value的最后一維最大元素的下標選出tensor T中
最后一維最大的元素，組成一個新的一維的tensor，那么就可以首先選出最后一維度的下標[1,2,3]，
然后將其擴展成[[0,1],[1,2],[2,3]]，然后使用這個函數選擇即可。
'''
import tensorflow as tf
sess = tf.InteractiveSession()
values = tf.constant([[0, 0, 0, 1],
[0, 1, 0, 0],
[0, 0, 1, 0]])
T = tf.constant([[0,1,2,3],
[4,5,6,7],
[8,9,10,11]])
max_indices = tf.argmax(values, axis=1) # 行
print('max_indices',max_indices.eval()) # [3 1 2]
# If T.get_shape()[0] is None, you can replace it with tf.shape(T)[0].
print(tf.stack((tf.range(T.get_shape()[0],dtype=max_indices.dtype),max_indices),axis=1).eval())
print(tf.range(T.get_shape()[0]).eval())
result = tf.gather_nd(T, tf.stack((tf.range(T.get_shape()[0],
dtype=max_indices.dtype),
max_indices),
axis=1))
print(result.eval())
3.tf.batch_gather
作用：支持對張量的批量索引.注意因為是批處理，所以indices要有和params相同的第0個維度。
import tensorflow as tf
tensor_a = tf.Variable([[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]])
tensor_b = tf.Variable([[0],[1],[2]],dtype=tf.int32)
tensor_c = tf.Variable([[0],[0],[0]],dtype=tf.int32)
with tf.Session() as sess:
sess.run(tf.global_variables_initializer())
print('gather')
print(sess.run(tf.gather(tensor_a,tensor_b)))
print(sess.run(tf.gather(tensor_a,tensor_c)))
print('gather_nd')
print(sess.run(tf.gather_nd(tensor_a, tensor_b)))
print(sess.run(tf.gather_nd(tensor_a, tensor_c)))
print('batch_gather')
print(sess.run(tf.batch_gather(tensor_a, tensor_b)))
print(sess.run(tf.batch_gather(tensor_a, tensor_c)))
4.tf.where
tf.where(condition, x=None, y=None, name=None)
作用: 返回condition為True的元素坐標(x=y=None)
- condition：布爾型張量，True/False
- x：與y具有相同類型的張量，可以使用條件和y進行廣播。
- y：與x具有相同類型的張量，可以在條件和x的條件下進行廣播。
- name：操作名稱（可選）
返回維度: (num_true, dim_size(condition))，其中dim_size為condition的維度。
（1）tf.where(condition）
- condition是bool型值，True/False
- 返回值，是condition中元素為True對應的索引
import tensorflow as tf
a = [[1,2,3],[4,5,6]]
b = [[1,0,3],[1,5,1]]
condition1 = [[True,False,False],
[False,True,True]]
condition2 = [[True,False,False],
[False,True,False]]
with tf.Session() as sess:
print(sess.run(tf.where(condition1)))
print(sess.run(tf.where(condition2)))
（2）tf.where(condition, x=None, y=None, name=None)
- condition， x, y 相同維度，condition是bool型值，True/False
- 返回值是對應元素，condition中元素為True的元素替換為x中的元素，為False的元素替換為y中對應元素
- x只負責對應替換True的元素，y只負責對應替換False的元素，x，y各有分工
- 由於是替換，返回值的維度，和condition，x ， y都是相等的。
import tensorflow as tf
x = [[1,2,3],[4,5,6]]
y = [[7,8,9],[10,11,12]]
condition3 = [[True,False,False],
[False,True,True]]
condition4 = [[True,False,False],
[True,True,False]]
with tf.Session() as sess:
print(sess.run(tf.where(condition3,x,y)))
print(sess.run(tf.where(condition4,x,y)))
5.tf.slice()
tf.slice(inputs, begin, size, name)
作用：用來進行切片操作，實現在python中的a[:,2:3,5:6]類似的操作，從列表、數組、張量等對象中抽取一部分數據
- begin和size是兩個多維列表，他們共同決定了要抽取的數據的開始和結束位置
- begin表示從inputs的哪幾個維度上的哪個元素開始抽取
- size表示在inputs的各個維度上抽取的元素個數
- 若begin[]或size[]中出現-1,表示抽取對應維度上的所有元素
import tensorflow as tf
t = tf.constant([[[1, 1, 1], [2, 2, 2]],
[[3, 3, 3], [4, 4, 4]],
[[5, 5, 5], [6, 6, 6]]])
tf.slice(t, [1, 0, 0], [1, 1, 3]) # [[[3, 3, 3]]]
tf.slice(t, [1, 0, 0], [1, 2, 3]) # [[[3, 3, 3],
# [4, 4, 4]]]
tf.slice(t, [1, 0, 0], [2, 1, 3]) # [[[3, 3, 3]],
# [[5, 5, 5]]]
bert源碼：
# 這里position embedding是可學習的參數，[max_position_embeddings, width] # 但是通常實際輸入序列沒有達到max_position_embeddings # 所以為了提高訓練速度，使用tf.slice取出句子長度的embedding # full_position_embeddings：[max_position_embeddings, width] position_embeddings = tf.slice(full_position_embeddings, [0, 0],[seq_length, -1])
參考文獻：
【1】tf.gather, tf.gather_nd和tf.slice_機器學習雜貨鋪1號店-CSDN博客
【2】tf.where/tf.gather/tf.gather_nd - 知乎
【3】tenflow 入門 tf.where(）用法_ustbbsy的博客-CSDN博客
【4】tf.gather tf.gather_nd 和 tf.batch_gather 使用方法_張冰洋的天空-CSDN博客