Pytorch学习记录-torchtext学习

Pytorch学习记录-torchtext学习

1. Field

Field是核心，指定了用户希望如何处理字段。
它包含一个Vocab对象，用于定义字段元素的可能值集及其对应的数字表示。 Field对象还包含与数据类型应如何数字化相关的其他参数，例如标记化方法和应生成的Tensor类型。
如果传递的字段是默认被数字化的，并且不是顺序序列（比如这里的label），则应该传递参数use_vocab = False和sequential = False。

对于评论文本，我们把想对字段做的预处理以传递关键字参数的形式传入。我们给字段一个分词器，告诉它把输入都转换为小写，告诉它输入是顺序序列。

from torchtext.data import Field

tokenize = lambda x: x.split()

Text = Field(sequential=True, tokenize=tokenize, lower=True)
LABEL = Field(sequential=False, use_vocab=False)

2. 构建Dataset

Fields知道如何处理原始数据，用户告诉Fields去哪里处理，在这里就要使用Dataset。
torchtext内置有Dataset，看下面处理csv的实例。

from torchtext.data import TabularDataset

tv_datafields = [('id', None),
                 ('comment_text', Text),
                 ('toxic', LABEL),
                 ('severe_toxic', LABEL),
                 ("threat", LABEL),
                 ("obscene", LABEL),
                 ("insult", LABEL),
                 ("identity_hate", LABEL)
                 ]
trn, vld = TabularDataset.splits(
    path=r'D:\DesktopBackup\right\practical-torchtext-master\data',
    train='train.csv',
    validation='valid.csv',
    format='csv',
    skip_header=True,
    fields=tv_datafields
)

tst_datafields = [('id', None),
                  ('comment_text', Text)]

tst = TabularDataset(
    path=r'D:\DesktopBackup\right\practical-torchtext-master\data\test.csv',
    format='csv',
    skip_header=True,
    fields=tst_datafields
)

print(trn[0].__dict__.keys())
print(trn[4].comment_text)

3. 构建迭代器

在torchvision和PyTorch中，数据的处理和批处理由DataLoaders处理。 出于某种原因，torchtext相同的东西又命名成了Iterators。 基本功能是一样的，但我们将会看到，Iterators具有一些NLP特有的便捷功能。
以下是如何初始化训练迭代器，验证和测试数据的代码。

from torchtext.data import Iterator, BucketIterator

train_iter, val_iter = BucketIterator.splits((trn, vld),
                                             batch_sizes=(25, 25),
                                             device=-1,
                                             sort_key=lambda x: len(x.comment_text),
                                             sort_within_batch=False,
                                             repeat=False)
test_iter = Iterator(tst, batch_size=64,
                     device=-1,
                     sort=False,
                     sort_within_batch=False,
                     repeat=False)

sort_within_batch参数设置为True时，按照sort_key按降序对每个小批次内的数据进行排序。当你想对padded序列使用pack_padded_sequence转换为PackedSequence对象时。
BucketIterator是torchtext最强大的功能之一。它会自动将输入序列进行shuffle并做bucket。当需要填充输入序列使得长度相同才能批处理。 例如，序列，填充量由batch中最长的序列决定。似乎在Transformer里面的mask也需要。
在这里，教程使用sort_key=lambda x: len(x.comment_text)作为bucket的依据，就是comment_text的长度。

4. 封装迭代器

迭代器返回一个名为torchtext.data.Batch的自定义数据类型。
Batch类具有与Example类相似的API，将来自每个字段的一批数据作为属性。
但是这样的自定义数据在重用时有问题。教程里做了封装，把batch转换为形式为（x，y）的元组，其中x是自变量（模型的输入），y是因变量（标签数据）。

class BatchWrapper:
    def __init__(self, dl, x_var, y_vars):
        self.dl, self.x_var, self.y_vars = dl, x_var, y_vars  # 传入自变量x列表和因变量y列表

    def __iter__(self):
        for batch in self.dl:
            x = getattr(batch, self.x_var)  # 在这个封装中只有一个自变量

            if self.y_vars is not None:  # 把所有因变量cat成一个向量
                temp = [getattr(batch, feat).unsqueeze(1) for feat in self.y_vars]
                y = torch.cat(temp, dim=1).float()
            else:
                y = torch.zeros((1))

            yield (x, y)

    def __len__(self):
        return len(self.dl)


train_dl = BatchWrapper(train_iter, "comment_text",
                        ["toxic", "severe_toxic", "obscene", "threat", "insult", "identity_hate"])
valid_dl = BatchWrapper(val_iter, "comment_text",
                        ["toxic", "severe_toxic", "obscene", "threat", "insult", "identity_hate"])
test_dl = BatchWrapper(test_iter, "comment_text", None)

print(next(train_dl.__iter__()))

5. 构建一个LSTM演示处理好的数据

import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
import torch.optim as optim
from torch.autograd import Variable


class SimpleLSTMBaseline(nn.Module):
    def __init__(self, hidden_dim, emb_dim=300, num_linear=1):
        super().__init__()
        self.embedding = nn.Embedding(len(Text.vocab), emb_dim)
        self.encoder = nn.LSTM(emb_dim, hidden_dim, num_layers=1)
        self.linear_layers = []

        for _ in range(num_linear - 1):
            self.linear_layers.append(nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim))
            self.linear_layer = nn.ModuleList(self.linear_layers)

        self.predictor = nn.Linear(hidden_dim, 6)

    def forward(self, seq):
        hdn, _ = self.encoder(self.embedding(seq))
        feature = hdn[-1, :, :]
        for layer in self.linear_layers:
            feature = layer(feature)
        preds = self.predictor(feature)

        return preds

em_sz = 100
nh = 500
model = SimpleLSTMBaseline(nh, emb_dim=em_sz)

6. 训练模型和预测

import tqdm
import numpy as np

optim = optim.Adam(model.parameters(), lr=1e-2)
loss_func = nn.BCEWithLogitsLoss()

epochs = 2
for epoch in range(1, epochs + 1):
    running_loss = 0.0
    running_corrects = 0
    model.train()
    for x, y in tqdm.tqdm(train_dl):
        optim.zero_grad()
        preds = model(x)
        loss = loss_func(y, preds)
        loss.backward()
        optim.step()

        running_loss += loss.item()* x.size(0)
    epoch_loss = running_loss / len(trn)

    val_loss = 0.0
    model.eval()  # 评估模式
    for x, y in valid_dl:
        preds = model(x)
        loss = loss_func(y, preds)
        val_loss += loss.item()* x.size(0)

    val_loss /= len(vld)
    print('Epoch: {}, Training Loss: {:.4f}, Validation Loss: {:.4f}'.format(epoch, epoch_loss, val_loss))

test_preds = []
for x, y in tqdm.tqdm(test_dl):
    preds = model(x)
    preds = preds.data.numpy()
    # 模型的实际输出是logit，所以再经过一个sigmoid函数
    preds = 1 / (1 + np.exp(-preds))
    test_preds.append(preds)
    test_preds = np.hstack(test_preds)

print(test_preds)

这一篇写得太烂了，torchtext刚开始，学习目的就是为了处理文本信息，和之后的模型对接上。