GAT学习:PyG实现multi-head GAT(二)

2024-02-01 08:18
文章标签 实现 学习 head multi pyg gat

本文主要是介绍GAT学习:PyG实现multi-head GAT(二),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

PyG实现GAT网络

  • 预备知识
  • 代码分析
    • GAT

接上篇学习笔记GAT学习:PyG实现GAT(图注意力神经网络)网络(一)为了使得Attention的效果更好,所以加入multi-head attention。画个图说明multi-head attention的工作原理。
在这里插入图片描述
其实就相当于并联了head_num个attention后,将每个attention层的输出特征拼接起来,然后再输入一个attenion层得到输出结果。

预备知识

关于GAT的原理等知识,参考我的上篇博客:PyG实现GAT(图注意力神经网络)网络(一)

代码分析

import torch
import math
from torch_geometric.nn import MessagePassing
from torch_geometric.utils import add_self_loops,degree
from torch_geometric.datasets import Planetoid
import ssl
import torch.nn.functional as Fclass GAL(MessagePassing):def __init__(self,in_features,out_featrues):super(GAL,self).__init__(aggr='add')self.a = torch.nn.Parameter(torch.zeros(size=(2*out_featrues, 1)))torch.nn.init.xavier_uniform_(self.a.data, gain=1.414)  # 初始化# 定义leakyrelu激活函数self.leakyrelu = torch.nn.LeakyReLU()self.linear=torch.nn.Linear(in_features,out_featrues)def forward(self,x,edge_index):x=self.linear(x)N=x.size()[0]row,col=edge_indexa_input = torch.cat([x[row], x[col]], dim=1)# [N, N, 1] => [N, N] 图注意力的相关系数(未归一化)temp=torch.mm(a_input,self.a).squeeze()e = self.leakyrelu(temp)#e_all为同一个节点与其全部邻居的计算的分数的和,用于计算归一化softmaxe_all=torch.zeros(x.size()[0])count = 0for i in col:e_all[i]+=e[count]count=count+1for i in range(len(e)):e[i]=math.exp(e[i])/math.exp(e_all[col[i]])return self.propagate(edge_index,x=x,norm=e)def message(self, x_j, norm):return norm.view(-1, 1) * x_jclass GAT(torch.nn.Module):def __init__(self, in_features, hid_features, out_features, n_heads):"""n_heads 表示有几个GAL层,最后进行拼接在一起,类似self-attention从不同的子空间进行抽取特征。"""super(GAT, self).__init__()# 定义multi-head的图注意力层self.attentions = [GAL(in_features, hid_features) for _ inrange(n_heads)]# 输出层,也通过图注意力层来实现,可实现分类、预测等功能self.out_att = GAL(hid_features * n_heads, out_features)def forward(self, x, edge_index):# 将每个head得到的x特征进行拼接x = torch.cat([att(x, edge_index) for att in self.attentions], dim=1)print('x.size after cat',x.size())x = F.elu(self.out_att(x,edge_index))  # 输出并激活print('x.size after elu',x.size())return F.log_softmax(x, dim=1)  # log_softmax速度变快,保持数值稳定class Net(torch.nn.Module):def __init__(self):super(Net, self).__init__()self.gat = GAT(dataset.num_node_features,16,7,4)def forward(self, data):x, edge_index = data.x, data.edge_indexx = F.dropout(x, training=self.training)x = self.gat(x, edge_index)print('X_GAT',x.size())return F.log_softmax(x, dim=1)ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context
dataset = Planetoid(root='Cora', name='Cora')
x=dataset[0].x
edge_index=dataset[0].edge_index
model=Net()
data=dataset[0]
out=Net()(data)
optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.01, weight_decay=5e-4)
model.train()
for epoch in range(2):optimizer.zero_grad()out = model(data)loss = F.nll_loss(out[data.train_mask], data.y[data.train_mask])loss.backward()optimizer.step()
model.eval()
_, pred = model(data).max(dim=1)
correct = int(pred[data.test_mask].eq(data.y[data.test_mask]).sum().item())
acc = correct/int(data.test_mask.sum())
print('Accuracy:{:.4f}'.format(acc))
>>>Accuracy:0.1930

GAT

class GAT(torch.nn.Module):def __init__(self, in_features, hid_features, out_features, n_heads):"""n_heads 表示有几个GAL层,最后进行拼接在一起,类似self-attention从不同的子空间进行抽取特征。"""super(GAT, self).__init__()# 定义multi-head的图注意力层self.attentions = [GAL(in_features, hid_features) for _ inrange(n_heads)]# 输出层,也通过图注意力层来实现,可实现分类、预测等功能self.out_att = GAL(hid_features * n_heads, out_features)def forward(self, x, edge_index):# 将每个head得到的x特征进行拼接x = torch.cat([att(x, edge_index) for att in self.attentions], dim=1)print('x.size after cat',x.size())x = F.elu(self.out_att(x,edge_index))  # 输出并激活print('x.size after elu',x.size())return F.log_softmax(x, dim=1)  # log_softmax速度变快,保持数值稳定
>>>x.size after cat torch.Size([2708, 64])
x.size after elu torch.Size([2708, 7])
x.size after cat torch.Size([2708, 64])
x.size after elu torch.Size([2708, 7])
x.size after cat torch.Size([2708, 64])
x.size after elu torch.Size([2708, 7])
x.size after cat torch.Size([2708, 64])
x.size after elu torch.Size([2708, 7])

这篇关于GAT学习:PyG实现multi-head GAT(二)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/666653

相关文章

如何使用Java实现请求deepseek

《如何使用Java实现请求deepseek》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Java实现请求deepseek功能,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录1.deepseek的api创建2.Java实现请求deepseek2.1 pom文件2.2 json转化文件2.2

python使用fastapi实现多语言国际化的操作指南

《python使用fastapi实现多语言国际化的操作指南》本文介绍了使用Python和FastAPI实现多语言国际化的操作指南,包括多语言架构技术栈、翻译管理、前端本地化、语言切换机制以及常见陷阱和... 目录多语言国际化实现指南项目多语言架构技术栈目录结构翻译工作流1. 翻译数据存储2. 翻译生成脚本

如何通过Python实现一个消息队列

《如何通过Python实现一个消息队列》这篇文章主要为大家详细介绍了如何通过Python实现一个简单的消息队列,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录如何通过 python 实现消息队列如何把 http 请求放在队列中执行1. 使用 queue.Queue 和 reque

Python如何实现PDF隐私信息检测

《Python如何实现PDF隐私信息检测》随着越来越多的个人信息以电子形式存储和传输,确保这些信息的安全至关重要,本文将介绍如何使用Python检测PDF文件中的隐私信息,需要的可以参考下... 目录项目背景技术栈代码解析功能说明运行结php果在当今,数据隐私保护变得尤为重要。随着越来越多的个人信息以电子形

使用 sql-research-assistant进行 SQL 数据库研究的实战指南(代码实现演示)

《使用sql-research-assistant进行SQL数据库研究的实战指南(代码实现演示)》本文介绍了sql-research-assistant工具,该工具基于LangChain框架,集... 目录技术背景介绍核心原理解析代码实现演示安装和配置项目集成LangSmith 配置(可选)启动服务应用场景

使用Python快速实现链接转word文档

《使用Python快速实现链接转word文档》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Python快速实现链接转word文档功能,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 演示代码展示from newspaper import Articlefrom docx import

前端原生js实现拖拽排课效果实例

《前端原生js实现拖拽排课效果实例》:本文主要介绍如何实现一个简单的课程表拖拽功能,通过HTML、CSS和JavaScript的配合,我们实现了课程项的拖拽、放置和显示功能,文中通过实例代码介绍的... 目录1. 效果展示2. 效果分析2.1 关键点2.2 实现方法3. 代码实现3.1 html部分3.2

Java深度学习库DJL实现Python的NumPy方式

《Java深度学习库DJL实现Python的NumPy方式》本文介绍了DJL库的背景和基本功能,包括NDArray的创建、数学运算、数据获取和设置等,同时,还展示了如何使用NDArray进行数据预处理... 目录1 NDArray 的背景介绍1.1 架构2 JavaDJL使用2.1 安装DJL2.2 基本操

最长公共子序列问题的深度分析与Java实现方式

《最长公共子序列问题的深度分析与Java实现方式》本文详细介绍了最长公共子序列(LCS)问题,包括其概念、暴力解法、动态规划解法,并提供了Java代码实现,暴力解法虽然简单,但在大数据处理中效率较低,... 目录最长公共子序列问题概述问题理解与示例分析暴力解法思路与示例代码动态规划解法DP 表的构建与意义动

java父子线程之间实现共享传递数据

《java父子线程之间实现共享传递数据》本文介绍了Java中父子线程间共享传递数据的几种方法,包括ThreadLocal变量、并发集合和内存队列或消息队列,并提醒注意并发安全问题... 目录通过 ThreadLocal 变量共享数据通过并发集合共享数据通过内存队列或消息队列共享数据注意并发安全问题总结在 J