张量的阶、形状、数据类型
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2023-12-01
TensorFlow用张量这种数据结构来表示所有的数据.你可以把一个张量想象成一个n维的数组或列表.一个张量有一个静态类型和动态类型的维数.张量可以在图中的节点之间流通.
阶
在TensorFlow系统中，张量的维数来被描述为阶.但是张量的阶和矩阵的阶并不是同一个概念.张量的阶（有时是关于如顺序或度数或者是n维）是张量维数的一个数量描述.比如，下面的张量（使用Python中list定义的）就是2阶.
t = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]你可以认为一个二阶张量就是我们平常所说的矩阵，一阶张量可以认为是一个向量.对于一个二阶张量你可以用语句t[i, j]来访问其中的任何元素.而对于三阶张量你可以用't[i, j, k]'来访问其中的任何元素.
| 阶 | 数学实例 | Python 例子 |
|---|---|---|
| 0 | 纯量 (只有大小) | s = 483 |
| 1 | 向量(大小和方向) | v = [1.1, 2.2, 3.3] |
| 2 | 矩阵(数据表) | m = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]] |
| 3 | 3阶张量 (数据立体) | t = [[[2], [4], [6]], [[8], [10], [12]], [[14], [16], [18]]] |
| n | n阶 (自己想想看) | .... |
形状
TensorFlow文档中使用了三种记号来方便地描述张量的维度：阶，形状以及维数.下表展示了他们之间的关系：
| 阶 | 形状 | 维数 | 实例 |
|---|---|---|---|
| 0 | [ ] | 0-D | 一个 0维张量. 一个纯量. |
| 1 | [D0] | 1-D | 一个1维张量的形式[5]. |
| 2 | [D0, D1] | 2-D | 一个2维张量的形式[3, 4]. |
| 3 | [D0, D1, D2] | 3-D | 一个3维张量的形式 [1, 4, 3]. |
| n | [D0, D1, ... Dn] | n-D | 一个n维张量的形式 [D0, D1, ... Dn]. |
形状可以通过Python中的整数列表或元祖（int list或tuples）来表示，也或者用TensorShape class.
数据类型
除了维度，Tensors有一个数据类型属性.你可以为一个张量指定下列数据类型中的任意一个类型：
| 数据类型 | Python 类型 | 描述 |
|---|---|---|
DT_FLOAT | tf.float32 | 32 位浮点数. |
DT_DOUBLE | tf.float64 | 64 位浮点数. |
DT_INT64 | tf.int64 | 64 位有符号整型. |
DT_INT32 | tf.int32 | 32 位有符号整型. |
DT_INT16 | tf.int16 | 16 位有符号整型. |
DT_INT8 | tf.int8 | 8 位有符号整型. |
DT_UINT8 | tf.uint8 | 8 位无符号整型. |
DT_STRING | tf.string | 可变长度的字节数组.每一个张量元素都是一个字节数组. |
DT_BOOL | tf.bool | 布尔型. |
DT_COMPLEX64 | tf.complex64 | 由两个32位浮点数组成的复数:实数和虚数. |
DT_QINT32 | tf.qint32 | 用于量化Ops的32位有符号整型. |
DT_QINT8 | tf.qint8 | 用于量化Ops的8位有符号整型. |
DT_QUINT8 | tf.quint8 | 用于量化Ops的8位无符号整型. |
原文：Tensor Ranks, Shapes, and Types
翻译：nb312
校对：lonlonago