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LBFGS#

class torch.optim.LBFGS(params, lr=1, max_iter=20, max_eval=None, tolerance_grad=1e-07, tolerance_change=1e-09, history_size=100, line_search_fn=None)[source]#

實現了 L-BFGS 演算法。

深受 minFunc 的啟發。

警告

此最佳化器不支援每個引數的選項和引數組（只能有一個）。

警告

目前所有引數都必須位於同一裝置上。未來將改進這一點。

注意

這是一個記憶體佔用非常大的最佳化器（它需要額外的 param_bytes * (history_size + 1) 位元組）。如果它不適合記憶體，請嘗試減小歷史大小，或使用其他演算法。

引數

  • params (iterable) – 要最佳化的引數的可迭代物件。引數必須是實數。

  • lr (float, optional) – 學習率 (預設值: 1)

  • max_iter (int, optional) – 每個最佳化步的最大迭代次數 (預設值: 20)

  • max_eval (int, optional) – 每個最佳化步的最大函式評估次數 (預設值: max_iter * 1.25)。

  • tolerance_grad (float, optional) – 一階最優性的終止容差 (預設值: 1e-7)。

  • tolerance_change (float, optional) – 函式值/引數變化的終止容差 (預設值: 1e-9)。

  • history_size (int, optional) – 更新歷史大小 (預設值: 100)。

  • line_search_fn (str, optional) – ‘strong_wolfe’ 或 None (預設值: None)。

add_param_group(param_group)[source]#

向 Optimizer 的 param_groups 新增一個引數組。

這在微調預訓練網路時可能很有用，因為隨著訓練的進行，可以使凍結的層變得可訓練並新增到 Optimizer 中。

引數

param_group (dict) – 指定哪些 Tensor 應該被最佳化，以及組特定的最佳化選項。

load_state_dict(state_dict)[source]#

載入最佳化器狀態。

引數

state_dict (dict) – 最佳化器狀態。應該是呼叫 state_dict() 返回的物件。

警告

請確保在初始化 torch.optim.lr_scheduler.LRScheduler 後呼叫此方法，因為在此之前呼叫會覆蓋載入的學習率。

注意

引數的名稱（如果它們存在於每個引數組的“param_names”鍵下，在 state_dict() 中）不會影響載入過程。要使用引數名稱用於自定義情況（例如，當載入的狀態字典中的引數與最佳化器中初始化的引數不同時），應實現自定義 register_load_state_dict_pre_hook 來適應載入的字典。如果 param_names 存在於載入的狀態字典 param_groups 中，它們將被儲存並覆蓋最佳化器狀態中當前存在的名稱。如果它們不存在於載入的狀態字典中，最佳化器 param_names 將保持不變。

示例

>>> model = torch.nn.Linear(10, 10)
>>> optim = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=3e-4)
>>> scheduler1 = torch.optim.lr_scheduler.LinearLR(
...     optim,
...     start_factor=0.1,
...     end_factor=1,
...     total_iters=20,
... )
>>> scheduler2 = torch.optim.lr_scheduler.CosineAnnealingLR(
...     optim,
...     T_max=80,
...     eta_min=3e-5,
... )
>>> lr = torch.optim.lr_scheduler.SequentialLR(
...     optim,
...     schedulers=[scheduler1, scheduler2],
...     milestones=[20],
... )
>>> lr.load_state_dict(torch.load("./save_seq.pt"))
>>> # now load the optimizer checkpoint after loading the LRScheduler
>>> optim.load_state_dict(torch.load("./save_optim.pt"))
register_load_state_dict_post_hook(hook, prepend=False)[source]#

註冊一個 load_state_dict 後置鉤子，它將在呼叫 load_state_dict() 後被呼叫。它應該具有以下簽名：

hook(optimizer) -> None

引數 optimizer 是正在使用的最佳化器例項。

呼叫 load_state_dict 到 self 上後，鉤子將使用引數 self 呼叫。註冊的鉤子可用於在 load_state_dict 載入了 state_dict 後執行後處理。

引數

  • hook (Callable) – 使用者定義的待註冊鉤子。

  • prepend (bool) – 如果為 True，則提供的後置 hook 將在 load_state_dict 上所有已註冊的後置鉤子之前執行。否則，提供的 hook 將在所有已註冊的後置鉤子之後執行。(預設: False)

返回

一個控制代碼，可用於透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_load_state_dict_pre_hook(hook, prepend=False)[source]#

註冊一個 load_state_dict 前置鉤子，它將在呼叫 load_state_dict() 之前被呼叫。它應該具有以下簽名：

hook(optimizer, state_dict) -> state_dict or None

引數 optimizer 是正在使用的最佳化器例項，引數 state_dict 是使用者傳遞給 load_state_dict 的 state_dict 的淺複製。鉤子可以就地修改 state_dict，或者選擇性地返回一個新的。如果返回了 state_dict，它將被用於載入到最佳化器中。

鉤子將使用引數 self 和 state_dict 呼叫，在呼叫 load_state_dict 到 self 上之前。註冊的鉤子可用於在呼叫 load_state_dict 之前執行預處理。

引數

  • hook (Callable) – 使用者定義的待註冊鉤子。

  • prepend (bool) – 如果為 True，則提供的預置 hook 將在 load_state_dict 上所有已註冊的預置鉤子之前執行。否則，提供的 hook 將在所有已註冊的預置鉤子之後執行。(預設: False)

返回

一個控制代碼，可用於透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_state_dict_post_hook(hook, prepend=False)[source]#

註冊一個 state_dict 後置鉤子，它將在呼叫 state_dict() 後被呼叫。

它應具有以下簽名

hook(optimizer, state_dict) -> state_dict or None

鉤子將使用引數 self 和 state_dict 呼叫，在 self 上生成 state_dict 後。鉤子可以就地修改 state_dict，或者選擇性地返回一個新的。註冊的鉤子可用於在返回 state_dict 之前對其進行後處理。

引數

  • hook (Callable) – 使用者定義的待註冊鉤子。

  • prepend (bool) – 如果為 True，則提供的後置 hook 將在 state_dict 上所有已註冊的後置鉤子之前執行。否則，提供的 hook 將在所有已註冊的後置鉤子之後執行。(預設: False)

返回

一個控制代碼，可用於透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_state_dict_pre_hook(hook, prepend=False)[source]#

註冊一個 state_dict 前置鉤子，它將在呼叫 state_dict() 之前被呼叫。

它應具有以下簽名

hook(optimizer) -> None

引數 optimizer 是正在使用的最佳化器例項。鉤子將使用引數 self 呼叫，在呼叫 state_dict 到 self 上之前。註冊的鉤子可用於在呼叫 state_dict 之前執行預處理。

引數

  • hook (Callable) – 使用者定義的待註冊鉤子。

  • prepend (bool) – 如果為 True，則提供的預置 hook 將在 state_dict 上所有已註冊的預置鉤子之前執行。否則，提供的 hook 將在所有已註冊的預置鉤子之後執行。(預設: False)

返回

一個控制代碼，可用於透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_step_post_hook(hook)[source]#

註冊一個最佳化器步驟後鉤子，它將在最佳化器步驟之後被呼叫。

它應具有以下簽名

hook(optimizer, args, kwargs) -> None

引數 optimizer 是正在使用的最佳化器例項。

引數

hook (Callable) – 使用者定義的待註冊鉤子。

返回

一個控制代碼，可用於透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemovableHandle

register_step_pre_hook(hook)[source]#

註冊一個最佳化器步驟預鉤子，它將在最佳化器步驟之前被呼叫。

它應具有以下簽名

hook(optimizer, args, kwargs) -> None or modified args and kwargs

引數 optimizer 是正在使用的最佳化器例項。如果 args 和 kwargs 被前置鉤子修改，則轉換後的值將作為包含 new_args 和 new_kwargs 的元組返回。

引數

hook (Callable) – 使用者定義的待註冊鉤子。

返回

一個控制代碼，可用於透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemovableHandle

state_dict()[source]#

將最佳化器的狀態作為 dict 返回。

它包含兩個條目

  • state：一個包含當前最佳化狀態的 Dict。其內容

    在不同的最佳化器類中會有所不同，但有一些共同的特點。例如，狀態是按引數儲存的，而引數本身不儲存。 state 是一個對映引數 ID 到一個包含每個引數對應狀態的 Dict 的字典。

  • param_groups：一個包含所有引數組的 List，其中每個

    引數組是一個 Dict。每個引數組包含最佳化器特有的元資料，例如學習率和權重衰減，以及組中引數的 ID 列表。如果引數組使用 named_parameters() 初始化，則名稱內容也會儲存在狀態字典中。

注意：引數 ID 可能看起來像索引，但它們只是將狀態與 param_group 關聯的 ID。從 state_dict 載入時，最佳化器會按順序匹配 param_group 的 params（int ID）和最佳化器的 param_groups（實際的 nn.Parameter），以匹配狀態，而無需額外驗證。

返回的狀態字典可能看起來像

{
    'state': {
        0: {'momentum_buffer': tensor(...), ...},
        1: {'momentum_buffer': tensor(...), ...},
        2: {'momentum_buffer': tensor(...), ...},
        3: {'momentum_buffer': tensor(...), ...}
    },
    'param_groups': [
        {
            'lr': 0.01,
            'weight_decay': 0,
            ...
            'params': [0]
            'param_names' ['param0']  (optional)
        },
        {
            'lr': 0.001,
            'weight_decay': 0.5,
            ...
            'params': [1, 2, 3]
            'param_names': ['param1', 'layer.weight', 'layer.bias'] (optional)
        }
    ]
}
返回型別

dict[str, Any]

step(closure)[source]#

執行單個最佳化步驟。

引數

closure (Callable) – 一個重新評估模型並返回損失的可呼叫物件。

zero_grad(set_to_none=True)[source]#

重置所有最佳化過的 torch.Tensor 的梯度。

引數

set_to_none (bool, optional) –

將梯度設定為 None，而不是設定為零。預設值：True

這通常會降低記憶體佔用，並能適度提高效能。但是，它會改變某些行為。例如：

  1. 當用戶嘗試訪問梯度並對其進行手動運算時，None 屬性或全零的 Tensor 會產生不同的行為。

  2. 如果使用者請求 zero_grad(set_to_none=True) 然後執行 backward，對於未收到梯度的引數，其 .grad 保證為 None。

  3. torch.optim 最佳化器在梯度為 0 或 None 時行為不同（一種情況是以 0 梯度執行步長，另一種情況是跳過該步長）。

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