如何理解Axis?

技术博客 (136) 2023-12-04 18:01:01
如何理解Axis? (https://mushiming.com/) 技术博客 第1张

前言

  • 从零开始学TensorFlow【01-搭建环境、HelloWorld篇】
  • 什么是TensorFlow?
  • TensorFlow读写数据

不知道大家最开始接触到axis的时候是怎么样的,反正我是挺难理解的..我们可以发现TensorFlow的很多API都有axis这个参数,如果我们对axis不了解,压根不知道API是怎么搞的。

一句话总结axis:axis可以方便我们将数据进行不同维度的处理

一、理解axis

如果你像我一样,发现API中有axis这个参数,但不知道是什么意思。可能就会搜搜axis到底代表的什么意思。于是可能会类似搜到下面的信息:

使用0值表示沿着每一列或行标签\索引值向下执行方法(axis=0代表往跨行)

使用1值表示沿着每一行或者列标签模向执行对应的方法(axis=1代表跨列)

但我们又知道,我们的数组不单单只有二维的,还有三维、四维等等。一旦维数超过二维,就无法用简单的行和列来表示了

所以,可以用我下面的方式进行理解:

  • axis=0将最开外头的括号去除,看成一个整体,在这个整体上进行运算
  • axis=1将第二个括号去除,看成一个整体,在这个整体上进行运算
  • ...依次类推

话不多说,下面以例子说明~

1.1二维数组之concat

首先,我们来看个concat的例子,concat第一个参数接收val,第二个参数接收的是axis

def learn_concat():
 # 二维数组
 t1 = tf.constant([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
 t2 = tf.constant([[7, 8, 9], [10, 11, 12]])
 
 with tf.Session() as sess:
 
 # 二维数组针对 axis 为0 和 1 的情况
 print(sess.run(tf.concat([t1, t2], 0)))
 print(sess.run(tf.concat([t1, t2], 1)))

ok,下面以图示的方式来说明。现在我们有两个数组,分别是t1和t2:

如何理解Axis? (https://mushiming.com/) 技术博客 第2张

首先,我们先看axis=0的情况,也就是tf.concat([t1, t2], 0)。从上面的描述,我们知道,先把第一个括号去除,然后将其子内容看成一个整体,在这个整体下进行想对应的运算(这里我们就是concat)。

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所以最终的结果是:

[
 [1 2 3],
 [4 5 6],
 [7 8 9],
 [10 11 12]
]

接着,我们再看axis=1的情况,也就是tf.concat([t1, t2], 1)。从上面的描述,我们知道,先把第二个括号去除,然后将其子内容看成一个整体,在这个整体下进行想对应的运算(这里我们就是concat)。

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所以最终的结果是:

[
 [1, 2, 3, 7, 8, 9]
 [4, 5, 6, 10, 11, 12]
]

1.2三维数组之concat

接下来我们看一下三维的情况

def learn_concat():
 # 三维数组 
 t3 = tf.constant([[[1, 2], [2, 3]], [[4, 4], [5, 3]]])
 t4 = tf.constant([[[7, 4], [8, 4]], [[2, 10], [15, 11]]])
 with tf.Session() as sess:
 # 三维数组针对 axis 为0 和 1 和 -1 的情况
 print(sess.run(tf.concat([t3, t4], 0)))
 print(sess.run(tf.concat([t3, t4], 1)))
 print(sess.run(tf.concat([t3, t4], -1)))

ok,下面也以图示的方式来说明。现在我们有两个数组,分别是t3和t4:

如何理解Axis? (https://mushiming.com/) 技术博客 第5张

首先,我们先看axis=0的情况,也就是tf.concat([t3, t4], 0)。从上面的描述,我们知道,先把第一个括号去除,然后将其子内容看成一个整体,在这个整体下进行想对应的运算(这里我们就是concat)。

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所以最终的结果是:

[
 [
 [1 2]
 [2 3]
 ]
 [
 [4 4]
 [5 3]
 ]
 [
 [7 4]
 [8 4]
 ]
 [
 [2 10]
 [15 11]
 ]
]

接着,我们再看axis=1的情况,也就是tf.concat([t3, t4], 1)。从上面的描述,我们知道,先把第二个括号去除,然后将其子内容看成一个整体,在这个整体下进行想对应的运算(这里我们就是concat)。

如何理解Axis? (https://mushiming.com/) 技术博客 第7张

所以最终的结果是:

[
 [
 [1 2]
 [2 3]
 [7 4]
 [8 4]
 ]
 [
 [4 4]
 [5 3]
 [2 10]
 [15 11]
 ]
]

最后,我们来看一下axis=-1这种情况,在文档也有相关的介绍:

As in Python, the axis could also be negative numbers. Negative axis

are interpreted as counting from the end of the rank, i.e.,

axis + rank(values)-th dimension

所以,对于我们三维的数组而言,那axis=-1实际上就是axis=2,下面我们再来看一下这种情况:

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最终的结果是:

[
 [
 [1 2 7 4]
 [2 3 8 4]
 ]
 [
 [4 4 2 10]
 [5 3 15 11]
 ]
]

除了concat以外,其实很多函数都用到了axis这个参数,再举个例子:

>>> item = np.array([[1,4,8],[2,3,5],[2,5,1],[1,10,7]])
>>> item
array([[1, 4, 8],
 [2, 3, 5],
 [2, 5, 1],
 [1, 10, 7]])
>>> item.sum(axis = 1)
array([13, 10, 8, 18])
>>> item.sum(axis = 0)
array([ 6, 22, 21])
THE END

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