傲渊山岳 发表于 2024-6-21 05:35:27

python-pytorch编写transformer模型实现翻译0.5.00-训练与预测

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sentences = [
    ['咖哥 喜欢 小冰', 'KaGe likes XiaoBing'],
    ['我 爱 学习 人工智能', 'I love studying AI'],
    ['深度学习 改变 世界', ' DL changed the world'],
    ['自然语言处理 很 强大', 'NLP is powerful'],
    ['神经网络 非常 复杂', 'Neural-networks are complex'] ]

class TranslationCorpus:
    def __init__(self, sentences):
      self.sentences = sentences
      # 计算源语言和目标语言的最大句子长度,并分别加 1 和 2 以容纳填充符和特殊符号
      self.src_len = max(len(sentence.split()) for sentence in sentences) + 1
      self.tgt_len = max(len(sentence.split()) for sentence in sentences) + 2
      # 创建源语言和目标语言的词汇表
      self.src_vocab, self.tgt_vocab = self.create_vocabularies()
      # 创建索引到单词的映射
      self.src_idx2word = {v: k for k, v in self.src_vocab.items()}
      self.tgt_idx2word = {v: k for k, v in self.tgt_vocab.items()}
    # 定义创建词汇表的函数
    def create_vocabularies(self):
      # 统计源语言和目标语言的单词频率
      src_counter = Counter(word for sentence in self.sentences for word in sentence.split())
      tgt_counter = Counter(word for sentence in self.sentences for word in sentence.split())      
      # 创建源语言和目标语言的词汇表,并为每个单词分配一个唯一的索引
      src_vocab = {'<pad>': 0, **{word: i+1 for i, word in enumerate(src_counter)}}
      tgt_vocab = {'<pad>': 0, '<sos>': 1, '<eos>': 2,
                     **{word: i+3 for i, word in enumerate(tgt_counter)}}      
      return src_vocab, tgt_vocab
    # 定义创建批次数据的函数
    def make_batch(self, batch_size, test_batch=False):
      input_batch, output_batch, target_batch = [], [], []
      # 随机选择句子索引
      sentence_indices = torch.randperm(len(self.sentences))[:batch_size]
      for index in sentence_indices:
            src_sentence, tgt_sentence = self.sentences
            # 将源语言和目标语言的句子转换为索引序列
            src_seq = for word in src_sentence.split()]
            tgt_seq = ] + \
                         for word in tgt_sentence.split()] + ]            
            # 对源语言和目标语言的序列进行填充
            src_seq += ] * (self.src_len - len(src_seq))
            tgt_seq += ] * (self.tgt_len - len(tgt_seq))            
            # 将处理好的序列添加到批次中
            input_batch.append(src_seq)
            output_batch.append(] + (] * \
                                    (self.tgt_len - 2)) if test_batch else tgt_seq[:-1])
            target_batch.append(tgt_seq)      
          # 将批次转换为 LongTensor 类型
      input_batch = torch.LongTensor(input_batch)
      output_batch = torch.LongTensor(output_batch)
      target_batch = torch.LongTensor(target_batch)            
      return input_batch, output_batch, target_batch
# 创建语料库类实例
corpus = TranslationCorpus(sentences)


#训练
import torch # 导入 torch
import torch.optim as optim # 导入优化器
model = Transformer(corpus) # 创建模型实例
criterion = nn.CrossEntropyLoss() # 损失函数
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.00001) # 优化器
epochs = 1 # 训练轮次
for epoch in range(epochs): # 训练 100 轮
    optimizer.zero_grad() # 梯度清零
    enc_inputs, dec_inputs, target_batch = corpus.make_batch(batch_size) # 创建训练数据   
    print(enc_inputs, dec_inputs, target_batch)
   
   
    outputs, _, _, _ = model(enc_inputs, dec_inputs) # 获取模型输出
    loss = criterion(outputs.view(-1, len(corpus.tgt_vocab)), target_batch.view(-1)) # 计算损失
    if (epoch + 1) % 1 == 0: # 打印损失
      print(f"Epoch: {epoch + 1:04d} cost = {loss:.6f}")
    loss.backward()# 反向传播      
    optimizer.step()# 更新参数

#预测
# 创建一个大小为 1 的批次,目标语言序列 dec_inputs 在测试阶段,仅包含句子开始符号 <sos>
enc_inputs, dec_inputs, target_batch = corpus.make_batch(batch_size=1,test_batch=True)
# enc_inputs=torch.tensor([])

dec_inputs=torch.tensor([])
outt=1
for i in range(5):
    dec_inputs=outt
    print("+++",i,dec_inputs,dec_inputs,outt)
    predict, enc_self_attns, dec_self_attns, dec_enc_attns = model(enc_inputs, dec_inputs) # 用模型进行翻译
    predict = predict.view(-1, len(corpus.tgt_vocab)) # 将预测结果维度重塑
    predict = predict.data.max(1, keepdim=True) # 找到每个位置概率最大的词汇的索引
    print(predict)
    outt=predict.item()
   

print("编码器输入 :", enc_inputs) # 打印编码器输入
print("解码器输入 :", dec_inputs) # 打印解码器输入
print("目标数据 :", target_batch) # 打印目标数据
predict, enc_self_attns, dec_self_attns, dec_enc_attns = model(enc_inputs, dec_inputs) # 用模型进行翻译
print(predict.data.max(-1))

predict = predict.view(-1, len(corpus.tgt_vocab)) # 将预测结果维度重塑
predict = predict.data.max(1, keepdim=True) # 找到每个位置概率最大的词汇的索引

# 解码预测的输出,将所预测的目标句子中的索引转换为单词
translated_sentence = for idx in predict.squeeze()]
# 将输入的源语言句子中的索引转换为单词
input_sentence = ' '.join( for idx in enc_inputs])
print(input_sentence, '->', translated_sentence) # 打印原始句子和翻译后的句子

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