TensorFlow2基本操作之合并分割与统计

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合并与分割tf.concattf.stacktf.unstacktf.split数据统计tf.normreduce_min/max/meanargmax / argmintf.equaltf.unique

合并与分割

tf.concat

tf.concat可以帮助我们实现拼接操作.

格式:

tf.concat(
    values, axis, name='concat'
)

参数:

values: 一个 tensor 或 tensor list
axis: 操作的维度
name: 数据名称, 默认为 “concat”

例子:

part_1 = tf.zeros([5, 3])
print(part_1)

part_2 = tf.ones([5, 3])
print(part_2)

# 竖向拼接
result_1 = tf.concat([part_1, part_2], axis=0)
print(result_1)

# 横向拼接
result_2 = tf.concat([part_1, part_2], axis=1)
print(result_2)

输出结果:

tf.Tensor(
[[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]], shape=(5, 3), dtype=float32)
tf.Tensor(
[[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]], shape=(5, 3), dtype=float32)
tf.Tensor(
[[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]], shape=(10, 3), dtype=float32)
tf.Tensor(
[[0. 0. 0. 1. 1. 1.]
[0. 0. 0. 1. 1. 1.]
[0. 0. 0. 1. 1. 1.]
[0. 0. 0. 1. 1. 1.]
[0. 0. 0. 1. 1. 1.]], shape=(5, 6), dtype=float32)

tf.stack

rf.stack可以创建一个新的维度来合并两个张量.

格式:

tf.stack(
    values, axis=0, name='stack'
)

参数:

values: 一个 tensor list
axis: 操作的维度
name: 数据名称, 默认为 “stack”

例子:

part_1 = tf.zeros([5, 3])
print(part_1)

part_2 = tf.ones([5, 3])
print(part_2)

# 头拼接
result_1 = tf.stack([part_1, part_2], axis=0)
print(result_1)

# 尾拼接
result_2 = tf.stack([part_1, part_2], axis=2)
print(result_2)

输出结果:

tf.Tensor(
[[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]], shape=(5, 3), dtype=float32)
tf.Tensor(
[[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]], shape=(5, 3), dtype=float32)
tf.Tensor(
[[[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]]

[[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]]], shape=(2, 5, 3), dtype=float32)
tf.Tensor(
[[[0. 1.]
[0. 1.]
[0. 1.]]

[[0. 1.]
[0. 1.]
[0. 1.]]

[[0. 1.]
[0. 1.]
[0. 1.]]

[[0. 1.]
[0. 1.]
[0. 1.]]

[[0. 1.]
[0. 1.]
[0. 1.]]], shape=(5, 3, 2), dtype=float32)

tf.unstack

tf.unstack是一个矩阵分解函数.

格式:

# unstack
tf.unstack(
value, num=None, axis=0, name=’unstack’
)

参数:

values: 一个 tensor, 维度大于 0
num: 轴的长度
axis: 操作的维度
name: 数据名称, 默认为 “unstack”

例子:

a = tf.stack([tf.zeros([5, 3]), tf.ones([5, 3])], axis=0)
print(a)

b = tf.unstack(a, axis=0)
print(b)

输出结果:

tf.Tensor(
[[[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]]

[[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]]], shape=(2, 5, 3), dtype=float32)
[<tf.Tensor: shape=(5, 3), dtype=float32, numpy=
array([[0., 0., 0.],
[0., 0., 0.],
[0., 0., 0.],
[0., 0., 0.],
[0., 0., 0.]], dtype=float32)>, <tf.Tensor: shape=(5, 3), dtype=float32, numpy=
array([[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.]], dtype=float32)>]

tf.split

tf.split()可以把一个张量划分为几个子张量.

格式:

tf.split(
    value, num_or_size_splits, axis=0, num=None, name='split'
)

参数:

value: 待切分的张量
num_or_size_splits: 切成几份
axis: 操作的维度
num: num_or_size_splits 不能实现的情况下使用
name: 数据名称, 默认为 “split”

例子:

# split
a = tf.stack([tf.zeros([5, 3]), tf.ones([5, 3])], axis=0)
print(a)

b = tf.split(a, 2)
print(b)

输出结果:

tf.Tensor(
[[[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]
[0. 0. 0.]]

[[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]
[1. 1. 1.]]], shape=(2, 5, 3), dtype=float32)
[<tf.Tensor: shape=(1, 5, 3), dtype=float32, numpy=
array([[[0., 0., 0.],
[0., 0., 0.],
[0., 0., 0.],
[0., 0., 0.],
[0., 0., 0.]]], dtype=float32)>, <tf.Tensor: shape=(1, 5, 3), dtype=float32, numpy=
array([[[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.],
[1., 1., 1.]]], dtype=float32)>]

数据统计

tf.norm

tf.norm可以帮助我们计算向量, 矩阵, 张量的范数.

格式:

tf.norm(
    tensor, ord='euclidean', axis=None, keepdims=None, name=None
)

参数:

tensor: 输入的张量
ord: 范数的顺序
axis: 操作的维度
keep_dims: 如果为 True, 则 axis 中指定的轴将保持为大小 1
name: 数据名称

例子:

a = tf.fill([2, 2], 2.0)
print(a)

# sqrt(2^2 * 4) = sqrt(16) = 4
b = tf.norm(a)
print(b)

# [2 + 2, 2 + 2] = [4, 4]
c = tf.norm(a, ord=1, axis= 0)
print(c)

# [sqrt(2^2 + 2^2), sqrt(2^2 + 2^2)] = [sqrt(8), sqrt(8)]
d = tf.norm(a, ord=2, axis= 0)
print(d)

输出结果:

tf.Tensor(
[[2. 2.]
[2. 2.]], shape=(2, 2), dtype=float32)
tf.Tensor(4.0, shape=(), dtype=float32)
tf.Tensor([4. 4.], shape=(2,), dtype=float32)
tf.Tensor([2.828427 2.828427], shape=(2,), dtype=float32)

reduce_min/max/mean

计算一个张量各个维度上元素的最小值 / 最大值 / 平均值.

格式:

tf.math.reduce_min / reduce_max / reduce_mean(
    input_tensor, axis=None, keepdims=False, name=None
)

参数:

input_tensor: 传入的张量
axis: 维度, 默认计算所有维度
keepdims: 如果为真保留维度, 默认为 False
name: 数据名称

例子:

a = tf.reshape(tf.range(9), [3, 3])
print(a)

min = tf.reduce_min(a)
print(min)

max = tf.reduce_max(a)
print(max)

输出结果:

tf.Tensor(
[[0 1 2]
[3 4 5]
[6 7 8]], shape=(3, 3), dtype=int32)
tf.Tensor(0, shape=(), dtype=int32)
tf.Tensor(8, shape=(), dtype=int32)

argmax / argmin

tf.argmax/tf.argmin可以帮我们找到最大 / 最小值所在的索引 (index).

格式:

tf.math.argmax(
    input, axis=None, output_type=tf.dtypes.int64, name=None
)

参数:

input: 输入
axis: 操作的维度
output_type: 输出数据类型, 默认为 int64
name: 数据名称

例子:

# argmax / argmin
a = tf.reshape(tf.range(9), [3, 3])
print(a)

max = tf.argmax(a)
print(max)

min = tf.argmin(a)
print(min)

输出结果:

tf.Tensor(
[[0 1 2]
[3 4 5]
[6 7 8]], shape=(3, 3), dtype=int32)
tf.Tensor([2 2 2], shape=(3,), dtype=int64)
tf.Tensor([0 0 0], shape=(3,), dtype=int64)

tf.equal

tf.equal可以帮助我们判断两个张量是否相等. 返回 True / False.

格式:

tf.math.equal(
    x, y, name=None
)

例子:

a = tf.zeros(5, dtype=tf.float32)
print(a)

b = tf.range(5, dtype=tf.float32)
print(b)

print(tf.equal(a, b))

输出结果:

tf.Tensor([0. 0. 0. 0. 0.], shape=(5,), dtype=float32)
tf.Tensor([0. 1. 2. 3. 4.], shape=(5,), dtype=float32)
tf.Tensor([ True False False False False], shape=(5,), dtype=bool)

tf.unique

tf.unique可以帮我们找出张量中不重复的值

格式:

tf.unique(
    x, out_idx=tf.dtypes.int32, name=None
)

参数:

input: 输入
output_type: 输出数据类型, 默认为 int32
name: 数据名称

例子:

a = tf.range(5)
print(tf.unique(a))

b = tf.constant([4, 2, 2, 4, 3])
print(tf.unique(b))

输出结果:

Unique(y=<tf.Tensor: shape=(5,), dtype=int32, numpy=array([0, 1, 2, 3, 4])>, idx=<tf.Tensor: shape=(5,), dtype=int32, numpy=array([0, 1, 2, 3, 4])>)
Unique(y=<tf.Tensor: shape=(3,), dtype=int32, numpy=array([4, 2, 3])>, idx=<tf.Tensor: shape=(5,), dtype=int32, numpy=array([0, 1, 1, 0, 2])>)