基于tensorflow __init__、build 和call的使用小结

1.介绍

在使用tf构建网络框架的时候，经常会遇到__init__、build 和call这三个互相搭配着使用，那么它们的区别主要在哪里呢？

1）__init__主要用来做参数初始化用，比如我们要初始化卷积的一些参数，就可以放到这里面

2）call可以把类型的对象当做函数来使用，这个对象可以是在__init__里面也可以是在build里面

3）build一般是和call搭配使用，这个时候，它的功能和__init__很相似，当build中存放本层需要初始化的变量，当call被第一次调用的时候，会先执行build()方法初始化变量，但后面再调用到call的时候，是不会再去执行build()方法初始化变量

2.代码

class RB(tf.keras.layers.Layer): 
 def __init__(self, num_filters, *args, **kwargs):
 self.num_filters = num_filters
 super(RB, self).__init__(*args, **kwargs)
 #按需求添加卷积
 def build(self, input_shape):
 #按需求添加卷积
 self._layers = [
 ]
 super(RB, self).build(input_shape)
 
 def call(self, tensor):
 for layer in self._layers:
  tensor = layer(tensor) 
class DecodeNet(tf.keras.layers.Layer):
 
 def __init__(self, num_filters, *args, **kwargs):
 self.num_filters = num_filters
 super(DecodeNet, self).__init__(*args, **kwargs)
 self.rb_block0 = RB(self.num_filters)
 self.rb_block1 = RB(self.num_filters)
 self.rb_block2 = RB(self.num_filters)
 
 def build(self, input_shape):
 self._layers = [
  RB(self.num_filters),
  RB(self.num_filters),
  RB(self.num_filters),
 ]
 super(DecodeNet, self).build(input_shape)
 
 def call(self, tensor):
 tensor = self.rb_block0(tensor)
 tensor = self.rb_block1(tensor)
 for layer in self._layers:
  tensor = layer(tensor)
 tensor = self.rb_block2(tensor)
 return tensor

补充：Python类中的__init__() 和 self 的解析

1、Python中self的含义

self，英文单词意思很明显，表示自己，本身。

此处有几种潜在含义：

1.这里的自己，指的是，实例Instance本身。

2.同时， 由于说到“自己”这个词，都是和相对而言的“其他”而说的；而此处的其他，指的是，类Class，和其他变量，比如局部变量，全局变量等。

此处的self，是个对象（Object），是当前类的实例。

因此，对应的self.valueName 和 self.function()中的valueName：表示self对象，即实例的变量。与其他的，Class的变量，全局的变量，局部的变量，是相对应的。

function：表示是调用的是self对象，即实例的函数。与其他的全局的函数，是相对应的。

2、Python中为何要有self

那就是：

在类的代码（函数）中，需要访问当前的实例中的变量和函数的，即，访问Instance中的：

对应的变量（属性，property)：Instance.ProperyNam，去读取之前的值和写入新的值

调用对应函数（function）：Instance.function()，即执行对应的动作

-> 而需要访问实例的变量和调用实例的函数，当然需要对应的实例Instance对象本身

-> 而Python中就规定好了，函数的第一个参数，就必须是实例对象本身，并且建议，约定俗成，把其名字写为self

-> 所以，我们需要self（需要用到self）

而如果没有用到self，即代码中，去掉self后，那种写法所使用到的变量，实际上不是你所希望的，不是真正的实例中的变量和函数，而是的访问到了其他部分的变量和函数了。甚至会由于没有合适的初始化实例变量，而导致后续无法访问的错误。

下面，就通过代码，来演示，如果去掉self，或者没有合理的使用self，会出现哪些错误。

3、首先来看一下__init__()和self对象

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author: antcolonies 
class Person(object):
 def __init__(self, name, lang, website):
  self.name = name
  self.lang = lang
  self.website = website
 
  print('self: ', self)
  print('type of self: ', type(self))
'''
未实例化时，运行程序，构造方法没有运行
''' 
p = Person('Tim', 'English', 'www.universal.com') 
'''实例化后运行的结果
self: <__main__.Person object at 0x00000000021EAF98>
type of self: <class '__main__.Person'>
'''

可以看出self为实例变量p，是一个Person类型的对象。

class Dog(object):  
 def __init__(self,name,dog_type):
  self.name = name
  self.type = dog_type 
 def sayhi(self):
  print("hello,I am a dog, my name is ",self.name) 
 
d = Dog('LiChuang',"京巴")   # 实例化
d.sayhi()

以下是d = Dog('LiChuang',"京巴")实例化的示意图：

4、如果没有在__init__中初始化对应的实例变量的话，导致后续引用实例变量会出错

如下代码，完整的演示了，如果没有在类Class的最初的__init__函数中，正确的初始化实例变量，则会导致后续没有变量可用，因而出现AttributeError的错误：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author: antcolonies 
name = 'whole global name'
'''
注：此处全局的变量名，写成name，只是为了演示而用
实际上，好的编程风格，应该写成gName之类的名字，
以表示该变量是Global的变量
''' 
class Person(object):
 def __init__(self, newPersonName):
  # self.name = newPersonName
  '''
  如果此处不写成self.name
  那么此处的name，只是__init__函数中的局部临时变量name而已
  和全局中的name，没有半毛钱关系
  '''
  name = newPersonName
  '''
  此处只是为了代码演示，而使用了局部变量name，
  不过需要注意的是，此处很明显，由于接下来的代码也没有利用到此处的局部变量name
  则就导致了，此处的name变量，实际上被浪费了，根本没有利用到
  '''
 def sayYourName(self):
  '''
  此处由于找不到实例中的name变量，所以会报错：
  AttributeError: Person instance has no attribute 'name'
  '''
  print('My name is %s' %self.name)
 
def selfAndInitDemo():
 personInstance = Person('Tim')
 personInstance.sayYourName() 
if __name__ == '__main__':
 selfAndInitDemo()
 
''' 未使用self.name时抛异常
Traceback (most recent call last):
 File "E:/python14_workspace/s14/day06/test_1.py", line 18, in <module>
 selfAndInitDemo()
 File "E:/python14_workspace/s14/day06/test_1.py", line 15, in selfAndInitDemo
 personInstance.sayYourName()
 File "E:/python14_workspace/s14/day06/test_1.py", line 11, in sayYourName
 print('My name is %s' %self.name)
AttributeError: 'Person' object has no attribute 'name'
'''

从上述代码可见，由于在类的初始化（实例化）的__init__函数中，没有给self.name设置值，使得实例中，根本没有name这个变量，导致后续再去访问self.name，就会出现AttributeError的错误了。

对应的，如果写成self.name，则意思就正确了，就是初始化的时候，给实例中新增加，并且正常设置了正确的值newPersionName了，所以后续再去通过self.name，就可以访问到，当前实例中正确的变量name了。

相应的正确写法的代码如下：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author: antcolonies 
name = 'whole global name'
'''
注：此处全局的变量名，写成name，只是为了演示而用
实际上，好的编程风格，应该写成gName之类的名字，
以表示该变量是Global的变量
''' 
class Person(object):
 def __init__(self, newPersonName):
  self.name = newPersonName
  '''
  此处正确的，通过访问self.name的形式，实现了：
   1.给实例中，增加了name变量
   2.并且给name赋了初值，为newPersionName
  '''
 def sayYourName(self):
  '''
  此处由于开始正确的初始化了self对象，使得其中有了name变量，
  所以此处可以正确访问了name值了
  '''
  print('My name is %s' %self.name)
 
def selfAndInitDemo():
 personInstance = Person('Tim')
 personInstance.sayYourName()
 
if __name__ == '__main__':
 selfAndInitDemo() 
'''My name is Tim'''

5、在函数中，使用对应的变量

虽然代码是可以运行的，但是实际上却是使用的，不是实例中的变量

有时候，虽然你写的代码，可以运行，但是使用到的变量，由于没有加self，实际上是用到的不是实例的变量，而是其他的变量。

此类问题，主要和Python中的变量的作用域有关，但是此处例子中，也和是否使用self有关：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author: antcolonies 
name = 'whole global name'
'''
注：此处全局的变量名，写成name，只是为了演示而用
实际上，好的编程风格，应该写成gName之类的名字，
以表示该变量是Global的变量
'''
class Person(object):
 name = 'class global name' 
 def __init__(self, newPersonName):
  # self.name = newPersonName
  '''
  此处，没有使用self.name
  而使得此处的name，实际上仍是局部变量name
  虽然此处赋值了，但是后面没有被利用到，属于被浪费了的局部变量name
  '''
  name = newPersonName
 def sayYourName(self):
  '''
  此处，之所以没有像之前一样出现：
  AttributeError: Person instance has no attribute 'name'
  那是因为，虽然当前的实例self中，没有在__init__中初始化对应的name变量，实例self中没有对应的name变量
  但是由于实例所对应的类Person，有对应的name变量,所以也是可以正常执行代码的
  对应的，此处的self.name，实际上是Person.name
  '''
  print('My name is %s' %self.name)
  print('Name within class Person is actually the global name: %s' %name)
  print("Only access Person's name via Person.name = %s" %(Person.name))
 
def selfAndInitDemo():
 personInstance = Person('Tim')
 personInstance.sayYourName()
 print('whole global name is %s' %name)
 
if __name__ == '__main__':
 selfAndInitDemo()
'''
My name is class global name
Name within class Person is actually the global name: whole global name
Only access Person's name via Person.name = class global name
whole global name is whole global name
'''

其中，可见，此处开始__init__中，没有给self实例初始化对应的name，

而后面的函数sayYourName中，虽然可以调用到self.name而没有出现AttributeError错误，

但是实际上此处的值，不是所期望的，传入的name，即"Tim"，而是类中的name的值，即"class global name"。

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。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教。