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news 2025/8/26 13:20:22

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一、autograd—自动求导系统

torch.autograd.backward()

torch.autograd.backward()是PyTorch中用于计算梯度的函数。以下是对该函数的参数的解释：

功能：自动求取梯度
• tensors: 用于求导的张量，如 loss
• retain_graph : 保存计算图
• create_graph : 创建导数计算图，用于高阶求导
• grad_tensors：多梯度权重

tensors：需要计算梯度的张量或张量的列表。这些张量的requires_grad属性必须为True。
grad_tensors：可选参数，用于指定关于tensor的外部梯度。默认为None，表示使用默认的梯度为1。
retain_graph：可选参数，用于指定是否保留计算图以供后续计算。默认为None，表示根据需要自动释放计算图。
create_graph：可选参数，用于指定是否创建计算图以支持高阶梯度计算。默认为False，表示不创建计算图。

该函数的作用是计算tensors中张量的梯度，使用链式法则将梯度传播到叶子结点。它会自动构建计算图，并使用反向传播算法计算梯度。

当y = (x + w) * (w + 1)，a = x + w，b = w + 1，y = a * b时对于w的梯度的推导如下：
𝜕y/𝜕w = (𝜕y/𝜕a) * (𝜕a/𝜕w) + (𝜕y/𝜕b) * (𝜕b/𝜕w)
= b * 1 + a * 1
= b + a
= (w + 1) + (x + w)
= 2w + x + 1
= 2 * 1 + 2 + 1
= 5
因此，当y = (x + w) * (w + 1)时，对于w的梯度为5。
在这里插入图片描述

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torch.autograd.grad（）

torch.autograd.grad()是PyTorch中用于计算梯度的函数。以下是对该函数的参数的解释：
功能：求取梯度
• outputs: 用于求导的张量，如 loss
• inputs : 需要梯度的张量
• create_graph : 创建导数计算图，用于高阶求导
• retain_graph : 保存计算图
• grad_outputs：多梯度权重

outputs：需要计算梯度的标量或标量的列表。这些标量通常是模型的损失函数。
inputs：关于哪些输入变量计算梯度。可以是单个张量或张量的列表。
grad_outputs：可选参数，用于指定关于outputs的外部梯度。默认为None，表示使用默认的梯度为1。
retain_graph：可选参数，用于指定是否保留计算图以供后续计算。默认为None，表示根据需要自动释放计算图。
create_graph：可选参数，用于指定是否创建计算图以支持高阶梯度计算。默认为False，表示不创建计算图。
该函数的作用是计算outputs关于inputs的梯度。它会自动构建计算图，并使用反向传播算法计算梯度。