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如何理解Pytorch中前向传播的计算过程

news 来源：原创 2025/5/26 9:55:44

我们经常在进行编写训练过程的时候，直接利用model(data)来计算预测结果，形式很方便简介，一个例子如下：

model = Simple_Module()
# 训练过程
for epoch in range(num_epochs):  # 训练 100 轮model.train()  # 训练模式optimizer.zero_grad()  # 清除梯度Y_pred = model(X)  # 前向传播loss = criterion(Y_pred, Y)  # 计算损失loss.backward()  # 反向传播optimizer.step()  # 更新权重

但是，实际上还是走了一段“路程”。我们在使用model(X)来计算预测结果的时候，看上去很像是把model当一个函数取调用，那X是导入的数据参数。实际上，model(X)的实现靠的是model.forward(X)，当然Python屏蔽了其中的过程。

那如何做到向使用函数一样计算出预测结果呢？答案是__call__方法

任何一个深度学习模块都是基于父类nn.Module实现的，上文中Simple_Module也不例外。所以应该看看nn.Module。

class Module:def __call__(self, *input, **kwargs):# 1. 前向传播前的钩子（Pre-Forward Hooks）pass# 2. 执行用户定义的 forward 方法result = self.forward(*input, **kwargs)# 3. 前向传播后的钩子（Post-Forward Hooks）pass# 4. 返回结果return result

显然，nn.Module中定义了 __call__() 方法，那么它的实例就可以被当作函数使用。
那为什么需要用__call__()?
1 就是让用户向使用函数一样，来获取到预测结果，譬如Y_pred = model(X)
2 __call__() 是 PyTorch 控制模型执行流程的关键钩子点
因为，我们不仅仅是需要让模型像函数一样来计算预测结果，我们还需要考虑到整个训练和推理的需求，例如自动求导、前向/后向 hook、模型并行机制、混合精度支持等等。但是这些又不需要对用户呈现