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实战：用 PyTorch 复现一个 3 层全连接网络，训练 MNIST，达到 95%+ 准确率

news 2025/8/12 5:58:14

1. 使用 Anaconda 创建一个新环境，包括 python 和与你显卡对应的 torch

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import torch
from torch import nn, optim
from torchvision import datasets, transforms
from torch.utils.data import DataLoader
from tqdm import tqdm# 一次给模型看多少张图片
BATCH_SIZE = 64
# 把全部训练数据重复看多少遍
EPOCHS = 10
LR = 1e-3
DEVICE = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")transform = transforms.Compose([transforms.ToTensor(),transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,))
])
train_set = datasets.MNIST(root="./data", train=True, download=True, transform=transform)
test_set  = datasets.MNIST(root="./data", train=False, download=True, transform=transform)# 原始数据集中，一张 MNIST 图片的形状是 (1, 28, 28) ← 1 个通道（灰度），高 28，宽 28。
# 当 DataLoader 按 batch_size=64 打包后，它把 64 张这样的图片堆在一起，形成一个新的 4 维张量，形状变成 (64, 1, 28, 28)
# shuffle = True 的作用：在每个 epoch 开始时，把训练集里的 60 000 张图片顺序彻底打乱一次。
train_loader = DataLoader(train_set, batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True)
test_loader  = DataLoader(test_set,  batch_size=BATCH_SIZE)# 搭建神经网络：把图片拉成一条长条 → 过 128 个神经元 → 再过 64 个神经元 → 最后给出 10 个数字的得分
class Net(nn.Module):def __init__(self):super().__init__()self.net = nn.Sequential(nn.Flatten(),nn.Linear(784, 128), nn.ReLU(),nn.Linear(128, 64),  nn.ReLU(),nn.Linear(64, 10))def forward(self, x):return self.net(x)model = Net().to(DEVICE)
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=LR)# 训练
for epoch in range(1, EPOCHS + 1):model.train()pbar = tqdm(train_loader, desc=f"Epoch {epoch}")for x, y in pbar:x, y = x.to(DEVICE), y.to(DEVICE)optimizer.zero_grad()loss = criterion(model(x), y)loss.backward()optimizer.step()pbar.set_postfix(loss=loss.item())model.eval()
correct = total = 0
with torch.no_grad():for x, y in test_loader:x, y = x.to(DEVICE), y.to(DEVICE)pred = model(x).argmax(1)correct += (pred == y).sum().item()total += y.size(0)
print(f"Test Accuracy: {100*correct/total:.2f}%")

4. 运行

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