如何使用torch.repeat為代碼實現數組重複？

一、什麼是torch.repeat

torch.repeat 是 pyTorch 中的一個函數，它能將張量沿着指定的維度重複指定次數。重複張量的維度稱為repeat dims，這個函數的參數是一個torch.Size 的元組，包含了每個維度重複的次數。舉個例子，假如有一個形狀為（3,4）的張量，維度為0沿着重複2次，維度為1沿着重複3次，那麼該函數返回一個新的張量，形狀為 （6,12）

二、如何使用torch.repeat

torch.repeat 有個需要注意的地方是它複製張量來產生新的張量，所以需要使用完整的內存。這意味着你需要在使用該函數前將所需要重複的張量複製到GPU或 CPU上。接下來讓我們看一下如何使用這個函數。

  
    # 導入torch
    import torch

    # 創建一個形狀為（2,2）的張量
    x = torch.Tensor([[1,2],[3,4]])

    # 沿着第0維和第1維分別重複2次和3次
    y = x.repeat(2, 3)

    # 打印結果
    print(y)
  

本代碼中，我們首先導入了 pyTorch 庫，並創建了一個形狀為（2,2）的張量 x。接下來，我們使用 repeat 函數對 x 進行重複，其中第一個參數 2 表示第1維將被重複兩次，第二個參數 3 表示第2維將被重複三次。最後，我們打印出了結果 y。 輸出結果如下：

  
    [[1. 2. 1. 2. 1. 2.]
     [3. 4. 3. 4. 3. 4.]
     [1. 2. 1. 2. 1. 2.]
     [3. 4. 3. 4. 3. 4.]]
  

通過打印結果，我們可以看到張量 x 沿着第0維重複了兩次，沿着第1維重複了三次。重複後的張量 y 的形狀為 (4, 6), 並包含了重複後的值。

三、torch.repeat常見使用場景

torch.repeat 函數的常見應用場景分為以下兩種：

1、將張量複製多次並拼接成一個大張量

假設有一個形狀為（1,3）的張量 x，並將它重複3次並沿着第0維拼接成一個形狀為（3，3）的張量 y。

  
    # 創建一個形狀為（1,3）的張量
    x = torch.Tensor([[1,2,3]])

    # 沿着第0維重複3次
    y = x.repeat(3, 1)

    # 打印結果
    print(y)
  

輸出結果如下：

  
    [[1. 2. 3.]
     [1. 2. 3.]
     [1. 2. 3.]]
  

2、將張量進行擴維並重複

使用 repeat 函數可以將原始張量擴展為新的張量。舉個例子，假如有一個形狀為（1,3）的張量 x，並將它重複3次並沿着第0維拼接成一個形狀為（3，3）的張量 y。

  
    # 創建一個形狀為（1,3）的張量
    x = torch.Tensor([[1,2,3]])

    # 在第0維上添加一個新的維度
    xx = x.unsqueeze(0)

    # 沿着第0維和第1維進行重複
    y = xx.repeat(3, 1, 1)

    # 打印結果
    print(y)
  

輸出結果如下：

  
    [[[1. 2. 3.]]
     
[[1. 2. 3.]]
     
[[1. 2. 3.]]
     
[[1. 2. 3.]]
     
[[1. 2. 3.]]
     
[[1. 2. 3.]]
     
[[1. 2. 3.]]
     
[[1. 2. 3.]]
     
[[1. 2. 3.]]]
  

該例子中，我們首先創建了一個形狀為（1,3）的張量 x。接下來，使用 unsqueeze 函數在第0維上添加一個新的維度。最後，我們使用 repeat 函數沿着第0維和第1維進行重複並打印輸出結果。