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知识点回顾

1. 回调函数
2. lambda函数
3. hook函数的模块钩子和张量钩子
4. Grad-CAM的示例

作业：理解下今天的代码即可

# 定义一个回调函数
def handle_result(result):"""处理计算结果的回调函数"""print(f"计算结果是: {result}")# 定义一个接受回调函数的函数
def calculate(a, b, callback): # callback是一个约定俗成的参数名"""这个函数接受两个数值和一个回调函数，用于处理计算结果。执行计算并调用回调函数"""result = a + bcallback(result)  # 在计算完成后调用回调函数# 使用回调函数
calculate(3, 5, handle_result)  # 输出: 计算结果是: 8
def handle_result(result):"""处理计算结果的回调函数"""print(f"计算结果是: {result}")def with_callback(callback):"""装饰器工厂：创建一个将计算结果传递给回调函数的装饰器"""def decorator(func):"""实际的装饰器，用于包装目标函数"""def wrapper(a, b):"""被装饰后的函数，执行计算并调用回调"""result = func(a, b)  # 执行原始计算callback(result)     # 调用回调函数处理结果return result        # 返回计算结果（可选）return wrapperreturn decorator# 使用装饰器包装原始计算函数
@with_callback(handle_result)
def calculate(a, b):"""执行加法计算"""return a + b# 直接调用被装饰后的函数
calculate(3, 5)  # 输出: 计算结果是: 8

前向钩子

import torch
import torch.nn as nn# 定义一个简单的卷积神经网络模型
class SimpleModel(nn.Module):def __init__(self):super(SimpleModel, self).__init__()# 定义卷积层：输入通道1，输出通道2，卷积核3x3，填充1保持尺寸不变self.conv = nn.Conv2d(1, 2, kernel_size=3, padding=1)# 定义ReLU激活函数self.relu = nn.ReLU()# 定义全连接层：输入特征2*4*4，输出10分类self.fc = nn.Linear(2 * 4 * 4, 10)def forward(self, x):# 卷积操作x = self.conv(x)# 激活函数x = self.relu(x)# 展平为一维向量，准备输入全连接层x = x.view(-1, 2 * 4 * 4)# 全连接分类x = self.fc(x)return x# 创建模型实例
model = SimpleModel()# 创建一个列表用于存储中间层的输出
conv_outputs = []# 定义前向钩子函数 - 用于在模型前向传播过程中获取中间层信息
def forward_hook(module, input, output):"""前向钩子函数，会在模块每次执行前向传播后被自动调用参数:module: 当前应用钩子的模块实例input: 传递给该模块的输入张量元组output: 该模块产生的输出张量"""print(f"钩子被调用！模块类型: {type(module)}")print(f"输入形状: {input[0].shape}") #  input是一个元组，对应 (image, label)print(f"输出形状: {output.shape}")# 保存卷积层的输出用于后续分析# 使用detach()避免追踪梯度，防止内存泄漏conv_outputs.append(output.detach())# 在卷积层注册前向钩子
# register_forward_hook返回一个句柄，用于后续移除钩子
hook_handle = model.conv.register_forward_hook(forward_hook)# 创建一个随机输入张量 (批次大小=1, 通道=1, 高度=4, 宽度=4)
x = torch.randn(1, 1, 4, 4)# 执行前向传播 - 此时会自动触发钩子函数
output = model(x)# 释放钩子 - 重要！防止在后续模型使用中持续调用钩子造成意外行为或内存泄漏
hook_handle.remove()# # 打印中间层输出结果
# if conv_outputs:
#     print(f"\n卷积层输出形状: {conv_outputs[0].shape}")
#     print(f"卷积层输出值示例: {conv_outputs[0][0, 0, :, :]}")# 让我们可视化卷积层的输出
if conv_outputs:plt.figure(figsize=(10, 5))# 原始输入图像plt.subplot(1, 3, 1)plt.title('输入图像')plt.imshow(x[0, 0].detach().numpy(), cmap='gray') # 显示灰度图像# 第一个卷积核的输出plt.subplot(1, 3, 2)plt.title('卷积核1输出')plt.imshow(conv_outputs[0][0, 0].detach().numpy(), cmap='gray')# 第二个卷积核的输出plt.subplot(1, 3, 3)plt.title('卷积核2输出')plt.imshow(conv_outputs[0][0, 1].detach().numpy(), cmap='gray')plt.tight_layout()plt.show()

@浙大疏锦行