在pytorch中的矩陣拼接有兩種方式：torch.cat()和torch.stack()。這種方式都是用來拼接矩陣的。那么torch.cat與torch.stack有什么區(qū)別呢？接下來這篇文章告訴你！
torch.cat()函數(shù)可以將多個張量拼接成一個張量。torch.cat()有兩個參數(shù)，第一個是要拼接的張量的列表或是元組；第二個參數(shù)是拼接的維度。
torch.cat()的示例如下圖1所示
圖1 torch.cat()
torch.stack()函數(shù)同樣有張量列表和維度兩個參數(shù)。stack與cat的區(qū)別在于，torch.stack()函數(shù)要求輸入張量的大小完全相同，得到的張量的維度會比輸入的張量的大小多1，并且多出的那個維度就是拼接的維度，那個維度的大小就是輸入張量的個數(shù)。
torch.stack()的示例如下圖2所示：
圖2 torch.stack()
補充：torch.stack()的官方解釋，詳解以及例子
可以直接看最下面的【3.例子】，再回頭看前面的解釋
在pytorch中，常見的拼接函數(shù)主要是兩個，分別是：
1、stack()
2、cat()
實際使用中，這兩個函數(shù)互相輔助：關(guān)于cat()參考torch.cat()，但是本文主要說stack()。
函數(shù)的意義：使用stack可以保留兩個信息：[1. 序列] 和 [2. 張量矩陣] 信息，屬于【擴張再拼接】的函數(shù)。
形象的理解：假如數(shù)據(jù)都是二維矩陣(平面)，它可以把這些一個個平面(矩陣)按第三維(例如：時間序列)壓成一個三維的立方體，而立方體的長度就是時間序列長度。
該函數(shù)常出現(xiàn)在自然語言處理（NLP）和圖像卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CV)中。
1. stack()
官方解釋：沿著一個新維度對輸入張量序列進行連接。 序列中所有的張量都應(yīng)該為相同形狀。
淺顯說法：把多個2維的張量湊成一個3維的張量；多個3維的湊成一個4維的張量…以此類推，也就是在增加新的維度進行堆疊。
outputs = torch.stack(inputs, dim=?) → Tensor參數(shù)
inputs : 待連接的張量序列。
注：python的序列數(shù)據(jù)只有l(wèi)ist和tuple。
dim : 新的維度， 必須在0到len(outputs)之間。
注：len(outputs)是生成數(shù)據(jù)的維度大小，也就是outputs的維度值。
2. 重點
函數(shù)中的輸入inputs只允許是序列；且序列內(nèi)部的張量元素，必須shape相等
----舉例：[tensor_1, tensor_2,..]或者(tensor_1, tensor_2,..)，且必須tensor_1.shape == tensor_2.shape
dim是選擇生成的維度，必須滿足0<=dim<len(outputs)；len(outputs)是輸出后的tensor的維度大小
不懂的看例子，再回過頭看就懂了。
3. 例子
1.準(zhǔn)備2個tensor數(shù)據(jù)，每個的shape都是[3,3]
# 假設(shè)是時間步T1的輸出
T1 = torch.tensor([[1, 2, 3],
[4, 5, 6],
[7, 8, 9]])
# 假設(shè)是時間步T2的輸出
T2 = torch.tensor([[10, 20, 30],
[40, 50, 60],
[70, 80, 90]])2.測試stack函數(shù)
print(torch.stack((T1,T2),dim=0).shape)
print(torch.stack((T1,T2),dim=1).shape)
print(torch.stack((T1,T2),dim=2).shape)
print(torch.stack((T1,T2),dim=3).shape)
# outputs:
torch.Size([2, 3, 3])
torch.Size([3, 2, 3])
torch.Size([3, 3, 2])
'選擇的dim>len(outputs)，所以報錯'
IndexError: Dimension out of range (expected to be in range of [-3, 2], but got 3)可以復(fù)制代碼運行試試：拼接后的tensor形狀，會根據(jù)不同的dim發(fā)生變化。
| dim | shape |
|---|---|
| 0 | [2, 3, 3] |
| 1 | [3, 2, 3] |
| 2 | [3, 3, 2] |
| 3 | 溢出報錯 |
4. 總結(jié)
1、函數(shù)作用：
函數(shù)stack()對序列數(shù)據(jù)內(nèi)部的張量進行擴維拼接，指定維度由程序員選擇、大小是生成后數(shù)據(jù)的維度區(qū)間。
2、存在意義：
在自然語言處理和卷及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中， 通常為了保留–[序列(先后)信息] 和 [張量的矩陣信息] 才會使用stack。
函數(shù)存在意義？》》》
手寫過RNN的同學(xué)，知道在循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中輸出數(shù)據(jù)是：一個list，該列表插入了seq_len個形狀是[batch_size, output_size]的tensor，不利于計算，需要使用stack進行拼接，保留–[1.seq_len這個時間步]和–[2.張量屬性[batch_size, output_size]]。
以上就是torch.cat與torch.stack有什么區(qū)別的全部內(nèi)容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持W3Cschool。
