pytorch小记（九）：pytorch中创建指定形状的张量: torch.empty

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torch.empty 是 PyTorch 中的一个函数，用于创建一个指定形状的张量，但不会对张量中的数据进行初始化。这意味着生成的张量包含内存中随机的“垃圾数据”，它们的值是不确定的。

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详细解释

1. 基本功能

• 未初始化内存：
  torch.empty 分配内存空间给张量，但不会对空间中的每个元素进行赋值初始化。结果是张量中的数据可能是内存中之前残留的随机值，因此其值是不可预测的。

• 用途：
  当你需要一个张量来存放后续计算的结果时，可以使用 torch.empty 以节省初始化的时间开销。如果你马上会用新的数据覆盖这些值，使用 torch.empty 是一种高效的方法。

2. 语法

torch.empty(*size, *, out=None, dtype=None, layout=torch.strided, device=None, requires_grad=False)

• size：张量的形状，可以是一个整数序列。例如 (3, 4) 表示创建一个 3 行 4 列的张量。
• dtype：数据类型，例如 torch.float32、torch.int64 等。默认取决于 PyTorch 的全局设置。
• device：设备，可以是 "cpu" 或 "cuda" 等，用于指定张量存放的位置。
• requires_grad：是否对张量计算梯度，默认为 False。

3. 示例代码

示例 1：创建一个 5 的未初始化张量

import torch

x = torch.empty(5)
print(x)

输出可能类似于（每次运行结果可能不同）：

tensor([3.1183e-25, 1.2416e-42, 0.0000e+00, 0.0000e+00, 0.0000e+00])

示例 2：创建一个 2×3 的未初始化张量

import torch

x = torch.empty(2, 3)
print(x)

输出可能类似于（每次运行结果可能不同）：

tensor([[4.6000e-41, 0.0000e+00, 2.8026e-45],
        [0.0000e+00, 4.6000e-41, 0.0000e+00]])

这里输出的数字是内存中的随机值。

示例 3：指定数据类型和设备

x = torch.empty((2, 3), dtype=torch.float32, device='cpu', requires_grad=True)
print(x)

这将创建一个 2×3 的张量，数据类型为 float32，在 CPU 上，并且设置了 requires_grad=True 用于后续自动求导。

4. 注意事项

• 不要依赖初始值：
  因为 torch.empty 返回的张量中数据是未初始化的，所以在使用前必须显式赋值或覆盖这些数据，否则可能导致错误的计算结果。

• 与 torch.zeros/torch.ones 的区别：
  如果你需要一个所有元素初始化为 0 的张量，可以使用 torch.zeros；如果需要初始化为 1，则使用 torch.ones。
  而 torch.empty 则更快，因为它不执行初始化操作，但其内容不确定。

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torch.empty 是一种高效的张量创建方式，但必须谨慎使用，确保在使用张量之前已经对其内容进行了正确的赋值。