基於tensorflow _init_、 build和call的使用小結

1.介紹

在使用tf構建網絡框架的時候，經常會遇到__init__、build 和call這三個互相搭配着使用，那么它們的區別主要在哪里呢？

1）__init__主要用來做參數初始化用，比如我們要初始化卷積的一些參數，就可以放到這里面

2）call可以把類型的對象當做函數來使用，這個對象可以是在__init__里面也可以是在build里面

3）build一般是和call搭配使用，這個時候，它的功能和__init__很相似，當build中存放本層需要初始化的變量，當call被第一次調用的時候，會先執行build()方法初始化變量，但后面再調用到call的時候，是不會再去執行build()方法初始化變量

2.代碼

    class RB(tf.keras.layers.Layer): 
     def __init__(self, num_filters, *args, **kwargs):
     self.num_filters = num_filters
     super(RB, self).__init__(*args, **kwargs)
     #按需求添加卷積
     def build(self, input_shape):
     #按需求添加卷積
     self._layers = [
     ]
     super(RB, self).build(input_shape)
     
     def call(self, tensor):
     for layer in self._layers:
      tensor = layer(tensor) 
    class DecodeNet(tf.keras.layers.Layer):
     
     def __init__(self, num_filters, *args, **kwargs):
     self.num_filters = num_filters
     super(DecodeNet, self).__init__(*args, **kwargs)
     self.rb_block0 = RB(self.num_filters)
     self.rb_block1 = RB(self.num_filters)
     self.rb_block2 = RB(self.num_filters)
     
     def build(self, input_shape):
     self._layers = [
      RB(self.num_filters),
      RB(self.num_filters),
      RB(self.num_filters),
     ]
     super(DecodeNet, self).build(input_shape)
     
     def call(self, tensor):
     tensor = self.rb_block0(tensor)
     tensor = self.rb_block1(tensor)
     for layer in self._layers:
      tensor = layer(tensor)
     tensor = self.rb_block2(tensor)
     return tensor

補充：Python類中的__init__() 和 self 的解析

1、Python中self的含義

self，英文單詞意思很明顯，表示自己，本身。

此處有幾種潛在含義：

1.這里的自己，指的是，實例Instance本身。

2.同時， 由於說到“自己”這個詞，都是和相對而言的“其他”而說的；而此處的其他，指的是，類Class，和其他變量，比如局部變量，全局變量等。

此處的self，是個對象（Object），是當前類的實例。

因此，對應的self.valueName 和
self.function()中的valueName：表示self對象，即實例的變量。與其他的，Class的變量，全局的變量，局部的變量，是相對應的。

function：表示是調用的是self對象，即實例的函數。與其他的全局的函數，是相對應的。

2、Python中為何要有self

那就是：

在類的代碼（函數）中，需要訪問當前的實例中的變量和函數的，即，訪問Instance中的：

對應的變量（屬性，property)：Instance.ProperyNam，去讀取之前的值和寫入新的值

調用對應函數（function）：Instance.function()，即執行對應的動作

-> 而需要訪問實例的變量和調用實例的函數，當然需要對應的實例Instance對象本身

-> 而Python中就規定好了，函數的第一個參數，就必須是實例對象本身，並且建議，約定俗成，把其名字寫為self

-> 所以，我們需要self（需要用到self）

而如果沒有用到self，即代碼中，去掉self后，那種寫法所使用到的變量，實際上不是你所希望的，不是真正的實例中的變量和函數，而是的訪問到了其他部分的變量和函數了。甚至會由於沒有合適的初始化實例變量，而導致后續無法訪問的錯誤。

下面，就通過代碼，來演示，如果去掉self，或者沒有合理的使用self，會出現哪些錯誤。

3、首先來看一下__init__()和self對象

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    # Author: antcolonies 
    class Person(object):
     def __init__(self, name, lang, website):
      self.name = name
      self.lang = lang
      self.website = website
     
      print('self: ', self)
      print('type of self: ', type(self))
    '''
    未實例化時，運行程序，構造方法沒有運行
    ''' 
    p = Person('Tim', 'English', 'www.universal.com') 
    '''實例化后運行的結果
    self: <__main__.Person object at 0x00000000021EAF98>
    type of self: <class '__main__.Person'>
    '''

可以看出self為實例變量p，是一個Person類型的對象。

    class Dog(object):  
     def __init__(self,name,dog_type):
      self.name = name
      self.type = dog_type 
     def sayhi(self):
      print("hello,I am a dog, my name is ",self.name) 
     
    d = Dog('LiChuang',"京巴")   # 實例化
    d.sayhi()

以下是d = Dog('LiChuang',"京巴")實例化的示意圖：

4、如果沒有在__init__中初始化對應的實例變量的話，導致后續引用實例變量會出錯

如下代碼，完整的演示了，如果沒有在類Class的最初的__init__函數中，正確的初始化實例變量，則會導致后續沒有變量可用，因而出現AttributeError的錯誤：

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    # Author: antcolonies 
    name = 'whole global name'
    '''
    注：此處全局的變量名，寫成name，只是為了演示而用
    實際上，好的編程風格，應該寫成gName之類的名字，
    以表示該變量是Global的變量
    ''' 
    class Person(object):
     def __init__(self, newPersonName):
      # self.name = newPersonName
      '''
      如果此處不寫成self.name
      那么此處的name，只是__init__函數中的局部臨時變量name而已
      和全局中的name，沒有半毛錢關系
      '''
      name = newPersonName
      '''
      此處只是為了代碼演示，而使用了局部變量name，
      不過需要注意的是，此處很明顯，由於接下來的代碼也沒有利用到此處的局部變量name
      則就導致了，此處的name變量，實際上被浪費了，根本沒有利用到
      '''
     def sayYourName(self):
      '''
      此處由於找不到實例中的name變量，所以會報錯：
      AttributeError: Person instance has no attribute 'name'
      '''
      print('My name is %s' %self.name)
     
    def selfAndInitDemo():
     personInstance = Person('Tim')
     personInstance.sayYourName() 
    if __name__ == '__main__':
     selfAndInitDemo()
     
    ''' 未使用self.name時拋異常
    Traceback (most recent call last):
     File "E:/python14_workspace/s14/day06/test_1.py", line 18, in <module>
     selfAndInitDemo()
     File "E:/python14_workspace/s14/day06/test_1.py", line 15, in selfAndInitDemo
     personInstance.sayYourName()
     File "E:/python14_workspace/s14/day06/test_1.py", line 11, in sayYourName
     print('My name is %s' %self.name)
    AttributeError: 'Person' object has no attribute 'name'
    '''

從上述代碼可見，由於在類的初始化（實例化）的__init__函數中，沒有給self.name設置值，使得實例中，根本沒有name這個變量，導致后續再去訪問self.name，就會出現AttributeError的錯誤了。

對應的，如果寫成self.name，則意思就正確了，就是初始化的時候，給實例中新增加，並且正常設置了正確的值newPersionName了，所以后續再去通過self.name，就可以訪問到，當前實例中正確的變量name了。

相應的正確寫法的代碼如下：

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    # Author: antcolonies 
    name = 'whole global name'
    '''
    注：此處全局的變量名，寫成name，只是為了演示而用
    實際上，好的編程風格，應該寫成gName之類的名字，
    以表示該變量是Global的變量
    ''' 
    class Person(object):
     def __init__(self, newPersonName):
      self.name = newPersonName
      '''
      此處正確的，通過訪問self.name的形式，實現了：
       1.給實例中，增加了name變量
       2.並且給name賦了初值，為newPersionName
      '''
     def sayYourName(self):
      '''
      此處由於開始正確的初始化了self對象，使得其中有了name變量，
      所以此處可以正確訪問了name值了
      '''
      print('My name is %s' %self.name)
     
    def selfAndInitDemo():
     personInstance = Person('Tim')
     personInstance.sayYourName()
     
    if __name__ == '__main__':
     selfAndInitDemo() 
    '''My name is Tim'''

5、在函數中，使用對應的變量

雖然代碼是可以運行的，但是實際上卻是使用的，不是實例中的變量

有時候，雖然你寫的代碼，可以運行，但是使用到的變量，由於沒有加self，實際上是用到的不是實例的變量，而是其他的變量。

此類問題，主要和Python中的變量的作用域有關，但是此處例子中，也和是否使用self有關：

    #!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    # Author: antcolonies 
    name = 'whole global name'
    '''
    注：此處全局的變量名，寫成name，只是為了演示而用
    實際上，好的編程風格，應該寫成gName之類的名字，
    以表示該變量是Global的變量
    '''
    class Person(object):
     name = 'class global name' 
     def __init__(self, newPersonName):
      # self.name = newPersonName
      '''
      此處，沒有使用self.name
      而使得此處的name，實際上仍是局部變量name
      雖然此處賦值了，但是后面沒有被利用到，屬於被浪費了的局部變量name
      '''
      name = newPersonName
     def sayYourName(self):
      '''
      此處，之所以沒有像之前一樣出現：
      AttributeError: Person instance has no attribute 'name'
      那是因為，雖然當前的實例self中，沒有在__init__中初始化對應的name變量，實例self中沒有對應的name變量
      但是由於實例所對應的類Person，有對應的name變量,所以也是可以正常執行代碼的
      對應的，此處的self.name，實際上是Person.name
      '''
      print('My name is %s' %self.name)
      print('Name within class Person is actually the global name: %s' %name)
      print("Only access Person's name via Person.name = %s" %(Person.name))
     
    def selfAndInitDemo():
     personInstance = Person('Tim')
     personInstance.sayYourName()
     print('whole global name is %s' %name)
     
    if __name__ == '__main__':
     selfAndInitDemo()
    '''
    My name is class global name
    Name within class Person is actually the global name: whole global name
    Only access Person's name via Person.name = class global name
    whole global name is whole global name
    '''

其中，可見，此處開始__init__中，沒有給self實例初始化對應的name，

而后面的函數sayYourName中，雖然可以調用到self.name而沒有出現AttributeError錯誤，

但是實際上此處的值，不是所期望的，傳入的name，即"Tim"，而是類中的name的值，即"class global name"。

以上為個人經驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教。