Pytorch 实现变量类型转换

Pytorch的数据类型为各式各样的Tensor,Tensor可以理解为高维矩阵。

与Numpy中的Array类似。Pytorch中的tensor又包括CPU上的数据类型和GPU上的数据类型，一般GPU上的Tensor是CPU上的Tensor加cuda()函数得到。通过使用Type函数可以查看变量类型。

一般系统默认是torch.FloatTensor类型。

例如data = torch.Tensor(2,3)是一个2*3的张量，类型为FloatTensor; data.cuda()就转换为GPU的张量类型，torch.cuda.FloatTensor类型。

下面简单介绍一下Pytorch中变量之间的相互转换

（1）CPU或GPU张量之间的转换

一般只要在Tensor后加long(), int(), double(),float(),byte()等函数就能将Tensor进行类型转换；

例如：Torch.LongTensor--->Torch.FloatTensor, 直接使用data.float()即可

还可以使用type()函数，data为Tensor数据类型，data.type()为给出data的类型，如果使用data.type(torch.FloatTensor)则强制转换为torch.FloatTensor类型张量。

当你不知道要转换为什么类型时，但需要求a1,a2两个张量的乘积，可以使用a1.type_as(a2)将a1转换为a2同类型。

（2）CPU张量 ----> GPU张量, 使用data.cuda()

（3）GPU张量 ----> CPU张量 使用data.cpu()

（4）Variable变量转换成普通的Tensor，其实可以理解Variable为一个Wrapper，里头的data就是Tensor. 如果Var是Variable变量，使用Var.data获得Tensor变量

（5）Tensor与Numpy Array之间的转换

Tensor---->Numpy 可以使用 data.numpy()，data为Tensor变量

Numpy ----> Tensor 可以使用torch.from_numpy(data)，data为numpy变量

补充：Numpy/Pytorch之数据类型与强制类型转换

1.数据类型简介

Numpy

NumPy 支持比 Python 更多种类的数值类型。 下表显示了 NumPy 中定义的不同标量数据类型。

序号	数据类型及描述
1.	bool_存储为一个字节的布尔值(真或假)
2.	int_默认整数，相当于 C 的long，通常为int32或int64
3.	intc相当于 C 的int，通常为int32或int64
4.	intp用于索引的整数，相当于 C 的size_t，通常为int32或int64
5.	int8字节(-128 ~ 127)
6.	int1616 位整数(-32768 ~ 32767)
7.	int3232 位整数(-2147483648 ~ 2147483647)
8.	int6464 位整数(-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807)
9.	uint88 位无符号整数(0 ~ 255)
10.	uint1616 位无符号整数(0 ~ 65535)
11.	uint3232 位无符号整数(0 ~ 4294967295)
12.	uint6464 位无符号整数(0 ~ 18446744073709551615)
13.	float_float64的简写
14.	float16半精度浮点：符号位，5 位指数，10 位尾数
15.	float32单精度浮点：符号位，8 位指数，23 位尾数
16.	float64双精度浮点：符号位，11 位指数，52 位尾数
17.	complex_complex128的简写
18.	complex64复数，由两个 32 位浮点表示(实部和虚部)
19.	complex128复数，由两个 64 位浮点表示(实部和虚部)

直接使用类型名很可能会报错，正确的使用方式是np.调用，eg, np.uint8

Pytorch

Torch定义了七种CPU张量类型和八种GPU张量类型,这里我们就只讲解一下CPU中的，其实GPU中只是中间加一个cuda即可，如torch.cuda.FloatTensor：

torch.FloatTensor(2,3) 构建一个2*3 Float类型的张量

torch.DoubleTensor(2,3) 构建一个2*3 Double类型的张量

torch.ByteTensor(2,3) 构建一个2*3 Byte类型的张量

torch.CharTensor(2,3) 构建一个2*3 Char类型的张量

torch.ShortTensor(2,3) 构建一个2*3 Short类型的张量

torch.IntTensor(2,3) 构建一个2*3 Int类型的张量

torch.LongTensor(2,3) 构建一个2*3 Long类型的张量

同样，直接使用类型名很可能会报错，正确的使用方式是torch.调用，eg，torch.FloatTensor()

2.Python的type()函数

type函数可以由变量调用，或者把变量作为参数传入。

返回的是该变量的类型，而非数据类型。

data = np.random.randint(0, 255, 300)
print(type(data))

输出

<class 'numpy.ndarray'>

3.Numpy/Pytorch的dtype属性

返回值为变量的数据类型

t_out = torch.Tensor(1,2,3)
print(t_out.dtype)

输出

torch.float32

t_out = torch.Tensor(1,2,3)

print(t_out.numpy().dtype)

输出

float32

4.Numpy中的类型转换

先聊聊我为什么会用到这个函数（不看跳过）

为了实施trochvision.transforms.ToPILImage()函数

于是我想从numpy的ndarray类型转成PILImage类型

我做了以下尝试

data = np.random.randint(0, 255, 300)
n_out = data.reshape(10,10,3)
print(n_out.dtype)
img = transforms.ToPILImage()(n_out)
img.show()

但是很遗憾，报错了

raise TypeError('Input type {} is not supported'.format(npimg.dtype))

TypeError: Input type int32 is not supported

因为要将ndarray转成PILImage要求ndarray是uint8类型的。

于是我认输了。。。

使用了

n_out = np.linspace(0,255,300,dtype=np.uint8)
n_out = n_out.reshape(10,10,3)
print(n_out.dtype)
img = torchvision.transforms.ToPILImage()(n_out)
img.show()

得到了输出

uint8

嗯，显示了一张图片

但是呢，就很憋屈，和想要的随机数效果不一样。

于是我用了astype函数

astype()函数

由变量调用，但是直接调用不会改变原变量的数据类型，是返回值是改变类型后的新变量，所以要赋值回去。

n_out = n_out.astype(np.uint8)

#初始化随机数种子
np.random.seed(0)
 
data = np.random.randint(0, 255, 300)
print(data.dtype)
n_out = data.reshape(10,10,3)
 
#强制类型转换
n_out = n_out.astype(np.uint8)
print(n_out.dtype)
 
img = transforms.ToPILImage()(n_out)
img.show()

输出

int32

uint8

5.Pytorch中的类型转换

pytorch中没有astype函数，正确的转换方法是

Way1 : 变量直接调用类型

tensor = torch.Tensor(3, 5)

torch.long() 将tensor投射为long类型

newtensor = tensor.long()

torch.half()将tensor投射为半精度浮点类型

newtensor = tensor.half()

torch.int()将该tensor投射为int类型

newtensor = tensor.int()

torch.double()将该tensor投射为double类型

newtensor = tensor.double()

torch.float()将该tensor投射为float类型

newtensor = tensor.float()

torch.char()将该tensor投射为char类型

newtensor = tensor.char()

torch.byte()将该tensor投射为byte类型

newtensor = tensor.byte()

torch.short()将该tensor投射为short类型

newtensor = tensor.short()

同样，和numpy中的astype函数一样，是返回值才是改变类型后的结果，调用的变量类型不变

Way2 : 变量调用pytorch中的type函数

type(new_type=None, async=False)如果未提供new_type，则返回类型，否则将此对象转换为指定的类型。 如果已经是正确的类型，则不会执行且返回原对象。

用法如下：

self = torch.LongTensor(3, 5)
# 转换为其他类型
print self.type(torch.FloatTensor)

Way3 : 变量调用pytorch中的type_as函数

如果张量已经是正确的类型，则不会执行操作。具体操作方法如下：

self = torch.Tensor(3, 5)
tesnor = torch.IntTensor(2,3)
print self.type_as(tesnor)

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持三水点靠木。