import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torch.utils.data import DataLoader , Dataset # DataLoader 是 PyTorch 中用于加载数据的工具 from torchvision import datasets, transforms # torchvision 是一个用于计算机视觉的库，datasets 和 transforms 是其中的模块 import matplotlib.pyplot as plt # 设置随机种子，确保结果可复现 torch.manual_seed(42) # 1. 数据预处理，该写法非常类似于管道pipeline # transforms 模块提供了一系列常用的图像预处理操作 # 先归一化，再标准化 transform = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), # 转换为张量并归一化到[0,1] transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,)) # MNIST数据集的均值和标准差，这个值很出名，所以直接使用 ]) # 2. 加载MNIST数据集，如果没有会自动下载 train_dataset = datasets.MNIST( root='./data', train=True, download=True, transform=transform ) test_dataset = datasets.MNIST( root='./data', train=False, transform=transform ) import matplotlib.pyplot as plt # 随机选择一张图片，可以重复运行，每次都会随机选择 sample_idx = torch.randint(0, len(train_dataset), size=(1,)).item() # 随机选择一张图片的索引 # len(train_dataset) 表示训练集的图片数量；size=(1,)表示返回一个索引；torch.randint() 函数用于生成一个指定范围内的随机数,item() 方法将张量转换为 Python 数字 image, label = train_dataset[sample_idx] # 获取图片和标签 # 示例代码 class MyList: def __init__(self): self.data = [10, 20, 30, 40, 50] def __getitem__(self, idx): return self.data[idx] # 创建类的实例 my_list_obj = MyList() # 此时可以使用索引访问元素，这会自动调用__getitem__方法 print(my_list_obj[2]) # 输出：30 class MyList: def __init__(self): self.data = [10, 20, 30, 40, 50] def __len__(self): return len(self.data) # 创建类的实例 my_list_obj = MyList() # 使用len()函数获取元素数量，这会自动调用__len__方法 print(len(my_list_obj)) # 输出：5 # minist数据集的简化版本 class MNIST(Dataset): def __init__(self, root, train=True, transform=None): # 初始化：加载图片路径和标签 self.data, self.targets = fetch_mnist_data(root, train) # 这里假设 fetch_mnist_data 是一个函数，用于加载 MNIST 数据集的图片路径和标签 self.transform = transform # 预处理操作 def __len__(self): return len(self.data) # 返回样本总数 def __getitem__(self, idx): # 获取指定索引的样本 # 获取指定索引的图像和标签 img, target = self.data[idx], self.targets[idx] # 应用图像预处理（如ToTensor、Normalize） if self.transform is not None: # 如果有预处理操作 img = self.transform(img) # 转换图像格式 # 这里假设 img 是一个 PIL 图像对象，transform 会将其转换为张量并进行归一化 return img, target # 返回处理后的图像和标签 # 可视化原始图像（需要反归一化） def imshow(img): img = img * 0.3081 + 0.1307 # 反标准化 npimg = img.numpy() plt.imshow(npimg[0], cmap='gray') # 显示灰度图像 plt.show() print(f"Label: {label}") imshow(image) # 3. 创建数据加载器 train_loader = DataLoader( train_dataset, batch_size=64, # 每个批次64张图片,一般是2的幂次方，这与GPU的计算效率有关 shuffle=True # 随机打乱数据 ) test_loader = DataLoader( test_dataset, batch_size=1000 # 每个批次1000张图片 # shuffle=False # 测试时不需要打乱数据 )@浙大疏锦行
