Pytorch---view()函数
在PyTorch中，view函数是一个极为重要的张量操作函数，其主要功能是对张量的形状进行重塑，与此同时会尽力维持张量中元素的总数不变。
1. 基本功能与语法
view函数的主要作用是改变张量的维度和大小，不过要保证重塑前后张量的元素总数相同。其语法格式如下：
tensor.view(*args)
这里的*args代表的是新的形状，它既可以是一个元组，也可以是多个用逗号分隔的整数。
2. 核心使用场景
2.1 降维操作
x = torch.randn(2, 3, 4) # 此时x的形状为[2, 3, 4]
y = x.view(2, 12) # y的形状变为[2, 12]
2.2 升维操作
x = torch.randn(6) # x的形状是[6]
y = x.view(2, 3) # y的形状变为[2, 3]
2.3 -1的特殊用途
当在形状参数里使用-1时，PyTorch会依据张量元素的总数以及其他维度的大小，自动推算出-1所对应的维度值。
x = torch.randn(2, 3, 4) # x的形状为[2, 3, 4]
y = x.view(2, -1) # y的形状是[2, 12]
z = x.view(-1, 3, 2) # z的形状为[4, 3, 2]
3. 内存连续性要求
view函数要求输入的张量必须是内存连续的。要是张量在内存中不连续，就需要先调用contiguous()函数。
x = torch.randn(2, 3)
y = x.t() # 对x进行转置操作，此时y在内存中不再连续
z = y.contiguous().view(3, 2) # 先调用contiguous()，再使用view
4. 与reshape函数的差异
view函数：必须在张量内存连续的情况下才能使用，不过它能保证返回的是原张量的视图，这意味着不会进行数据拷贝，从而可以提升内存使用效率。reshape函数：无论张量内存是否连续都能使用，它可能会返回原张量的视图，也可能会进行数据拷贝。
5. 视图机制
view函数返回的是原张量的视图，而非新的张量。这就表明对视图进行修改时，原张量也会随之改变。
x = torch.tensor([1, 2, 3, 4])
y = x.view(2, 2)
y[0, 0] = 100
print(x[0]) # 输出结果为100
6. 复杂形状变换示例
x = torch.randn(2, 2, 2, 2) # x的形状为[2, 2, 2, 2]
y = x.view(2, 8) # y的形状变为[2, 8]
z = x.view(-1) # z是一个一维张量，形状为[16]
7. 注意事项
- 运用
view函数时，新形状的元素总数必须和原张量的元素总数相等。 - 当对张量进行转置、切片等操作后，张量在内存中可能就不再连续了，这时就需要先调用
contiguous()函数。 - 虽然
view函数在大多数情况下比reshape函数的性能要好，但在使用时需要更加谨慎。
8. 进阶应用
在深度学习模型里，view函数经常被用于调整输入或输出的形状，像在全连接层和卷积层之间进行过渡时就会用到。
# 模拟一个CNN输出
x = torch.randn(16, 3, 28, 28) # 批量大小为16，3个通道，28×28的图像
y = x.view(16, -1) # 将特征图展平为一维向量，形状变为[16, 2352]
view与reshape比较
在PyTorch中，view和reshape都用于改变张量的形状，但它们在功能、内存管理和使用场景上存在关键差异。以下是详细比较：
1. 核心功能对比
| 特性 | view | reshape |
|---|---|---|
| 内存连续性要求 | 必须内存连续 (contiguous) |
无要求，自动处理非连续张量 |
| 返回类型 | 始终返回原张量的视图（不复制数据） | 可能返回视图或副本（取决于是否需要复制数据） |
| 异常处理 | 若张量不连续，抛出 RuntimeError |
自动调用 contiguous() 避免错误 |
2. 内存连续性的影响
view 的严格要求
x = torch.randn(2, 3)
y = x.t() # 转置操作使 y 不连续
z = y.view(6) # 报错：RuntimeError
z = y.contiguous().view(6) # 正确：先转为连续张量
reshape 的灵活性
x = torch.randn(2, 3)
y = x.t()
z = y.reshape(6) # 等价于 y.contiguous().view(6)，自动处理连续性
3. 视图与副本的区别
view 的视图特性
x = torch.tensor([1, 2, 3, 4])
y = x.view(2, 2)
y[0, 0] = 100
print(x[0]) # 输出: 100（原张量被修改）
reshape 的潜在拷贝
x = torch.tensor([1, 2, 3, 4])
y = x.t().reshape(2, 2) # 因转置导致非连续，reshape 可能拷贝数据
y[0, 0] = 100
print(x[0]) # 输出: 1（原张量未被修改，reshape 创建了副本）
4. 性能与效率
- view：零拷贝操作，内存效率高，适合高性能计算。
- reshape：可能产生数据拷贝，开销较大，但代码更简洁。
建议：若需确保性能且张量连续，优先使用 view；若不确定连续性或追求代码简洁，使用 reshape。
5. 使用场景
| 场景 | 推荐函数 | 原因 |
|---|---|---|
| 已知张量连续且需高效操作 | view |
避免不必要的拷贝 |
| 处理可能非连续的张量 | reshape |
自动处理连续性，避免错误 |
| 深度学习模型中的固定操作 | view |
如 CNN 到全连接层的张量展平 |
| 快速原型开发或代码简化 | reshape |
减少 contiguous() 调用 |
6. 特殊情况：-1 自动推断维度
两者均支持 -1 作为占位符，PyTorch 会自动计算该维度的大小：
x = torch.randn(2, 3, 4)
y = x.view(2, -1) # y.shape: [2, 12]
z = x.reshape(-1, 3, 2) # z.shape: [4, 3, 2]
总结对比表
| 功能 | view | reshape |
|---|---|---|
| 内存连续性要求 | 必须连续 | 无要求 |
| 是否保证零拷贝 | 是 | 否（可能拷贝） |
| 处理非连续张量 | 需手动调用 contiguous() |
自动处理 |
| 代码简洁性 | 较低（需关注连续性） | 较高 |
| 性能 | 高 | 中等（可能有拷贝开销） |
最佳实践
- 优先使用
view：当张量连续性已知且需确保性能时（如模型前向传播）。 - 使用
reshape：在数据处理或不确定张量连续性时，避免RuntimeError。 - 调试提示：若遇到
view报错，检查张量是否连续（使用tensor.is_contiguous()）。