torch.nn

创建于: Dec 23, 2016 | 最后更新于: Jul 25, 2025

这些是图的基本构建块

缓冲区	一种不应被视为模型参数的Tensor。
参数	一种应被视为模块参数的Tensor。
未初始化的参数	未初始化的参数。
未初始化的缓冲区	未初始化的缓冲区。

容器

模块	所有神经网络模块的基类。
序列	一个顺序容器。
模块列表	以列表形式保存子模块。
模块字典	以字典形式保存子模块。
参数列表	将参数保存在一个列表中。
参数字典	以字典形式保存参数。

模块的全局钩子

register_module_forward_pre_hook	为所有模块注册一个通用的前向预钩子。
register_module_forward_hook	为所有模块注册一个全局前向钩子。
register_module_backward_hook	注册所有模块通用的后向钩子。
register_module_full_backward_pre_hook	为所有模块注册一个通用的后向预钩子。
register_module_full_backward_hook	注册所有模块通用的后向钩子。
register_module_buffer_registration_hook	为所有模块注册一个通用的缓冲区注册钩子。
register_module_module_registration_hook	为所有模块注册一个通用的模块注册钩子。
register_module_parameter_registration_hook	为所有模块注册一个通用的参数注册钩子。

卷积层

nn.Conv1d	对由多个输入平面组成的输入信号进行1D卷积操作。
nn.Conv2d	在由多个输入平面组成的输入信号上应用二维卷积。
nn.Conv3d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 3D 卷积。
nn.ConvTranspose1d	对由多个输入平面组成的输入图像应用 1D 转置卷积运算符。
nn.ConvTranspose2d	对由多个输入平面组成的输入图像应用 2D 转置卷积运算符。
nn.ConvTranspose3d	对由多个输入平面组成的输入图像应用 3D 转置卷积算子。
nn.LazyConv1d	一个具有in_channels参数的懒初始化torch.nn.Conv1d模块。
nn.LazyConv2d	一个具有in_channels参数的懒初始化torch.nn.Conv2d模块。
nn.LazyConv3d	一个具有in_channels参数的懒初始化torch.nn.Conv3d模块。
nn.LazyConvTranspose1d	一个具有in_channels参数的懒初始化torch.nn.ConvTranspose1d模块。
nn.LazyConvTranspose2d	一个具有in_channels参数的懒初始化torch.nn.ConvTranspose2d模块。
nn.LazyConvTranspose3d	一个具有in_channels参数的懒初始化torch.nn.ConvTranspose3d模块。
nn.Unfold	从批处理的输入 Tensor 中提取滑动局部块。
nn.Fold	将一组滑动局部块组合成一个大的包含 Tensor。

池化层

nn.MaxPool1d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 1D 最大池化。
nn.MaxPool2d	在由多个输入平面组成的输入信号上应用 2D 最大池化。
nn.MaxPool3d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 3D 最大池化。
nn.MaxUnpool1d	计算MaxPool1d的部分逆运算。
nn.MaxUnpool2d	计算MaxPool2d的部分逆运算。
nn.MaxUnpool3d	计算MaxPool3d的部分逆运算。
nn.AvgPool1d	对由多个输入平面组成的输入信号进行1D平均池化操作。
nn.AvgPool2d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 2D 平均池化。
nn.AvgPool3d	对由多个输入层组成的输入信号应用 3D 平均池化。
nn.FractionalMaxPool2d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 2D 分数最大池化。
nn.FractionalMaxPool3d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 3D 分数最大池化。
nn.LPPool1d	对由多个输入平面组成的输入信号应用一维 p-范数平均池化。
nn.LPPool2d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 2D 幂平均池化。
nn.LPPool3d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 3D 幂平均池化。
nn.AdaptiveMaxPool1d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 1D 自适应最大池化。
nn.AdaptiveMaxPool2d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 2D 自适应最大池化。
nn.AdaptiveMaxPool3d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 3D 自适应最大池化。
nn.AdaptiveAvgPool1d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 1D 自适应平均池化。
nn.AdaptiveAvgPool2d	对由多个输入平面组成的输入信号应用二维自适应平均池化。
nn.AdaptiveAvgPool3d	对由多个输入平面组成的输入信号应用 3D 自适应平均池化。

填充层

nn.ReflectionPad1d	使用输入边界的反射来填充输入张量。
nn.ReflectionPad2d	使用输入边界的反射来填充输入张量。
nn.ReflectionPad3d	使用输入边界的反射来填充输入张量。
nn.ReplicationPad1d	使用输入边界的复制来填充输入张量。
nn.ReplicationPad2d	使用输入边界的复制来填充输入张量。
nn.ReplicationPad3d	使用输入边界的复制来填充输入张量。
nn.ZeroPad1d	用零填充输入张量边界。
nn.ZeroPad2d	用零填充输入张量边界。
nn.ZeroPad3d	用零填充输入张量边界。
nn.ConstantPad1d	用常数值填充输入张量边界。
nn.ConstantPad2d	用常数值填充输入张量边界。
nn.ConstantPad3d	用常数值填充输入张量边界。
nn.CircularPad1d	使用输入边界的循环填充来填充输入张量。
nn.CircularPad2d	使用输入边界的循环填充来填充输入张量。
nn.CircularPad3d	使用输入边界的循环填充来填充输入张量。

非线性激活（加权和、非线性）

nn.ELU	逐元素应用指数线性单元 (ELU) 函数。
nn.Hardshrink	逐元素应用 Hard Shrinkage (Hardshrink) 函数。
nn.Hardsigmoid	逐元素应用 Hardsigmoid 函数。
nn.Hardtanh	逐元素应用 HardTanh 函数。
nn.Hardswish	逐元素应用 Hardswish 函数。
nn.LeakyReLU	逐元素应用 LeakyReLU 函数。
nn.LogSigmoid	逐元素应用 Logsigmoid 函数。
nn.MultiheadAttention	允许模型联合关注来自不同表示子空间的信息。
nn.PReLU	应用逐元素的 PReLU 函数。
nn.ReLU	逐元素应用线性整流单元函数。
nn.ReLU6	逐元素应用 ReLU6 函数。
nn.RReLU	逐元素应用随机的 Leaky Rectified Linear Unit 函数。
nn.SELU	逐元素应用 SELU 函数。
nn.CELU	逐元素应用 CELU 函数。
nn.GELU	应用高斯误差线性单元函数。
nn.Sigmoid	逐元素应用 Sigmoid 函数。
nn.SiLU	逐元素应用 Sigmoid 线性单元 (SiLU) 函数。
nn.Mish	逐元素应用 Mish 函数。
nn.Softplus	逐元素应用 Softplus 函数。
nn.Softshrink	逐元素应用 soft shrinkage 函数。
nn.Softsign	逐元素应用 Softsign 函数。
nn.Tanh	逐元素应用双曲正切 (Tanh) 函数。
nn.Tanhshrink	逐元素应用 Tanhshrink 函数。
nn.Threshold	对输入 Tensor 的每个元素进行阈值处理。
nn.GLU	应用门控线性单元函数。

非线性激活（其他）

nn.Softmin	对 n 维输入 Tensor 应用 Softmin 函数。
nn.Softmax	将 Softmax 函数应用于 n 维输入张量。
nn.Softmax2d	对每个空间位置应用特征上的 SoftMax。
nn.LogSoftmax	对 n 维输入 Tensor 应用 $\log(\text{Softmax}(x))$ 函数。
nn.AdaptiveLogSoftmaxWithLoss	高效的 softmax 近似。

归一化层

nn.BatchNorm1d	对 2D 或 3D 输入应用批归一化。
nn.BatchNorm2d	对 4D 输入应用 Batch Normalization。
nn.BatchNorm3d	对 5D 输入应用批归一化。
nn.LazyBatchNorm1d	一个具有懒初始化的torch.nn.BatchNorm1d模块。
nn.LazyBatchNorm2d	一个具有懒初始化的torch.nn.BatchNorm2d模块。
nn.LazyBatchNorm3d	一个具有懒初始化的torch.nn.BatchNorm3d模块。
nn.GroupNorm	对输入的小批量应用组归一化。
nn.SyncBatchNorm	对 N 维输入应用批归一化。
nn.InstanceNorm1d	应用实例归一化。
nn.InstanceNorm2d	应用实例归一化。
nn.InstanceNorm3d	应用实例归一化。
nn.LazyInstanceNorm1d	一个具有num_features参数的懒初始化的torch.nn.InstanceNorm1d模块。
nn.LazyInstanceNorm2d	一个具有num_features参数的懒初始化的torch.nn.InstanceNorm2d模块。
nn.LazyInstanceNorm3d	一个具有num_features参数的懒初始化的torch.nn.InstanceNorm3d模块。
nn.LayerNorm	对输入 mini-batch 应用层归一化。
nn.LocalResponseNorm	对输入信号应用局部响应归一化。
nn.RMSNorm	对输入的小批量应用均方根层归一化。

循环层

nn.RNNBase	RNN 模块（RNN、LSTM、GRU）的基类。
nn.RNN	对输入序列应用一个多层Elman RNN，使用$\tanh$或$\text{ReLU}$非线性。
nn.LSTM	对输入序列应用一个多层长短期记忆（LSTM）RNN。
nn.GRU	对输入序列应用一个多层门控循环单元（GRU）RNN。
nn.RNNCell	一个具有 tanh 或 ReLU 非线性的 Elman RNN 单元。
nn.LSTMCell	一个长短期记忆 (LSTM) 单元。
nn.GRUCell	一个门控循环单元 (GRU) 单元。

Transformer层

nn.Transformer	一个基本的 Transformer 层。
nn.TransformerEncoder	TransformerEncoder 是 N 个编码器层的堆栈。
nn.TransformerDecoder	TransformerDecoder 是 N 个解码器层的堆栈。
nn.TransformerEncoderLayer	TransformerEncoderLayer 由自注意力机制和前馈网络组成。
nn.TransformerDecoderLayer	TransformerDecoderLayer 由自注意力、多头注意力和前馈网络组成。

线性层

nn.Identity	一个占位符身份算子，对参数不敏感。
nn.Linear	对输入数据应用仿射线性变换：$y = xA^T + b$。
nn.Bilinear	对输入数据应用双线性变换：$y = x_1^T A x_2 + b$。
nn.LazyLinear	一个in_features是推断出来的torch.nn.Linear模块。

Dropout层

nn.Dropout	在训练期间，以概率 p 随机将输入张量中的一些元素归零。
nn.Dropout1d	随机将整个通道置零。
nn.Dropout2d	随机将整个通道置零。
nn.Dropout3d	随机将整个通道置零。
nn.AlphaDropout	对输入应用 Alpha Dropout。
nn.FeatureAlphaDropout	随机屏蔽整个通道。

稀疏层

nn.Embedding	一个简单的查找表，存储固定词汇表和大小的嵌入。
nn.EmbeddingBag	计算嵌入“袋”的和或平均值，而不实例化中间嵌入。

距离函数

nn.CosineSimilarity	沿dim计算$x_1$和$x_2$之间的余弦相似度。
nn.PairwiseDistance	计算输入向量之间的成对距离，或输入矩阵列之间的成对距离。

损失函数

nn.L1Loss	创建一个标准，用于衡量输入 $x$ 和目标 $y$ 之间每个元素的平均绝对误差 (MAE)。
nn.MSELoss	创建一个标准，用于衡量输入 $x$ 和目标 $y$ 之间每个元素的平均平方误差（平方 L2 范数）。
nn.CrossEntropyLoss	此准则计算输入 logits 和 target 之间的交叉熵损失。
nn.CTCLoss	连接主义时间分类损失。
nn.NLLLoss	负对数似然损失。
nn.PoissonNLLLoss	目标为泊松分布时的负对数似然损失。
nn.GaussianNLLLoss	高斯负对数似然损失。
nn.KLDivLoss	Kullback-Leibler 散度损失。
nn.BCELoss	创建一个准则，用于衡量目标值与输入概率之间的二元交叉熵。
nn.BCEWithLogitsLoss	此损失将Sigmoid层和BCELoss结合在同一个类中。
nn.MarginRankingLoss	创建一个标准，用于衡量给定输入$x1$、$x2$（两个一维迷你批次或零维Tensor）和标签一维迷你批次或零维Tensor$y$（包含1或-1）之间的损失。
nn.HingeEmbeddingLoss	衡量给定输入张量$x$和标签张量$y$（包含1或-1）之间的损失。
nn.MultiLabelMarginLoss	创建一个标准，用于优化输入$x$（一个二维迷你批次Tensor）和输出$y$（目标类索引的二维Tensor）之间的多类多标签铰链损失（基于间隔的损失）。
nn.HuberLoss	创建一个标准，该标准在绝对元素误差小于delta时使用平方项，否则使用delta缩放的L1项。
nn.SmoothL1Loss	创建一个标准，该标准在绝对元素误差小于beta时使用平方项，否则使用L1项。
nn.SoftMarginLoss	创建一个标准，用于优化输入 Tensor $x$ 和目标 Tensor $y$（包含 1 或 -1）之间的二分类逻辑损失。
nn.MultiLabelSoftMarginLoss	创建一个标准，该标准在输入$x$（大小为$(N, C)$的Tensor）和目标$y$之间的多标签一对多最大熵损失（基于最大熵的损失）。
nn.CosineEmbeddingLoss	创建一个标准，用于衡量输入张量$x_1$、$x_2$和值分别为1或-1的标签Tensor$y$之间的损失。
nn.MultiMarginLoss	创建一个标准，用于优化输入$x$（一个二维迷你批次Tensor）和输出$y$（目标类索引的一维张量，$0 \leq y \leq \text{x.size}(1)-1$）之间的多类分类铰链损失（基于间隔的损失）。
nn.TripletMarginLoss	创建一个标准，用于衡量输入张量$x1$、$x2$、$x3$和大于$0$的间隔值之间的三元组损失。
nn.TripletMarginWithDistanceLoss	创建一个标准，用于衡量输入张量$a$、$p$和$n$（分别代表锚点、正例和负例），以及一个非负的实值函数（“距离函数”），用于计算锚点与正例之间的关系（“正例距离”）和锚点与负例之间的关系（“负例距离”）的三元组损失。

视觉层

nn.PixelShuffle	根据上采样因子重新排列张量中的元素。
nn.PixelUnshuffle	PixelShuffle 操作的逆操作。
nn.Upsample	对给定的多通道一维（时间）、二维（空间）或三维（体积）数据进行上采样。
nn.UpsamplingNearest2d	对由多个输入通道组成的输入信号应用 2D 最近邻上采样。
nn.UpsamplingBilinear2d	对由多个输入通道组成的输入信号应用 2D 双线性上采样。

Shuffle层

nn.ChannelShuffle

分割并重新排列张量中的通道。

DataParallel层（多GPU、分布式）

nn.DataParallel	实现模块级别的数据并行。
nn.parallel.DistributedDataParallel	在模块级别实现基于torch.distributed的分布式数据并行。

实用工具

来自torch.nn.utils模块

用于裁剪参数梯度的实用函数。

clip_grad_norm_	对可迭代参数的梯度范数进行裁剪。
clip_grad_norm	对可迭代参数的梯度范数进行裁剪。
clip_grad_value_	将参数可迭代对象中的梯度裁剪到指定值。
get_total_norm	计算张量可迭代对象的范数。
clip_grads_with_norm_	给定预先计算的总范数和所需的max范数，缩放参数可迭代对象的梯度。

用于将模块参数展平为单个向量以及将向量解展平为参数的实用函数。

parameters_to_vector	将参数可迭代对象展平成单个向量。
vector_to_parameters	将一个向量的切片复制到参数的可迭代对象中。

用于融合模块与BatchNorm模块的实用函数。

fuse_conv_bn_eval	将卷积模块和 BatchNorm 模块融合为一个新的卷积模块。
fuse_conv_bn_weights	将卷积模块参数和 BatchNorm 模块参数融合到新的卷积模块参数中。
fuse_linear_bn_eval	将线性模块和 BatchNorm 模块融合为一个新的线性模块。
fuse_linear_bn_weights	将线性模块参数和 BatchNorm 模块参数融合为新的线性模块参数。

用于转换模块参数内存格式的实用函数。

convert_conv2d_weight_memory_format	将 nn.Conv2d.weight 的 memory_format 转换为指定的 memory_format。
convert_conv3d_weight_memory_format	将nn.Conv3d.weight的memory_format转换为memory_format。转换会递归应用于嵌套的nn.Module，包括module。

用于从模块参数应用和移除权重归一化的实用函数。

weight_norm	对给定模块中的参数应用权重归一化。
remove_weight_norm	从模块中移除权重归一化重参数化。
spectral_norm	对给定模块中的参数应用谱归一化。
remove_spectral_norm	从模块中移除谱归一化重参数化。

用于初始化模块参数的实用函数。

skip_init

给定一个模块类对象和参数/关键字参数，在不初始化参数/缓冲区的情况下实例化模块。

用于修剪模块参数的实用类和函数。

prune.BasePruningMethod	用于创建新修剪技术的抽象基类。
prune.PruningContainer	包含一系列修剪方法的容器，用于迭代修剪。
prune.Identity	实用的修剪方法，不修剪任何单元，但生成具有全1掩码的修剪参数化。
prune.RandomUnstructured	随机修剪张量中（当前未修剪的）单元。
prune.L1Unstructured	通过将L1范数最小的单元归零来修剪张量中的（当前未修剪的）单元。
prune.RandomStructured	随机修剪张量中的整个（当前未修剪的）通道。
prune.LnStructured	根据其Ln范数，修剪张量中的整个（当前未修剪的）通道。
prune.CustomFromMask
prune.identity	应用修剪重参数化，而不修剪任何单元。
prune.random_unstructured	通过移除随机的（当前未修剪的）单元来修剪张量。
prune.l1_unstructured	通过移除L1范数最小的单元来修剪张量。
prune.random_structured	通过沿指定维度移除随机通道来修剪张量。
prune.ln_structured	通过沿指定维度移除Ln范数最小的通道来修剪张量。
prune.global_unstructured	通过应用指定的pruning_method来全局修剪对应于parameters中所有参数的张量。
prune.custom_from_mask	通过应用mask中预计算的掩码，修剪module中对应于名为name的参数的张量。
prune.remove	从模块中移除修剪重参数化，并从前向钩子中移除修剪方法。
prune.is_pruned	通过查找修剪前钩子来检查模块是否已被修剪。

使用torch.nn.utils.parameterize.register_parametrization()中的新重参数化功能实现的重参数化。

parametrizations.orthogonal	将正交或酉重参数化应用于矩阵或矩阵批。
parametrizations.weight_norm	对给定模块中的参数应用权重归一化。
parametrizations.spectral_norm	对给定模块中的参数应用谱归一化。

用于对现有模块上的张量进行重参数化的实用函数。请注意，这些函数可用于在给定一个将输入空间映射到重参数化空间的特定函数的情况下，对给定的参数或缓冲区进行重参数化。它们不是将对象转换为参数的重参数化。有关如何实现自己的重参数化的更多信息，请参阅重参数化教程。

parametrize.register_parametrization	在模块中向张量注册重参数化。
parametrize.remove_parametrizations	移除模块中张量上的重参数化。
parametrize.cached	上下文管理器，它在与register_parametrization()注册的重参数化中启用缓存系统。
parametrize.is_parametrized	确定模块是否具有重参数化。
parametrize.transfer_parametrizations_and_params	将重参数化及其参数从from_module传输到to_module。
parametrize.type_before_parametrizations	返回应用重参数化之前的模块类型，如果没有，则返回模块类型。

parametrize.ParametrizationList

一个顺序容器，用于保存和管理已重参数化的torch.nn.Module的原始参数或缓冲区。

用于以无状态方式调用给定模块的实用函数。

stateless.functional_call

通过替换模块参数和缓冲区为提供的参数和缓冲区来对模块执行函数调用。

其他模块中的实用函数

nn.utils.rnn.PackedSequence	包含已打包序列的数据和batch_sizes列表。
nn.utils.rnn.pack_padded_sequence	打包包含可变长度填充序列的张量。
nn.utils.rnn.pad_packed_sequence	填充已打包的可变长度序列批。
nn.utils.rnn.pad_sequence	使用padding_value填充可变长度张量列表。
nn.utils.rnn.pack_sequence	打包可变长度张量列表。
nn.utils.rnn.unpack_sequence	将PackedSequence解包为可变长度张量列表。
nn.utils.rnn.unpad_sequence	将填充的张量解填充为可变长度张量列表。
nn.utils.rnn.invert_permutation	返回permutation的逆。
nn.parameter.is_lazy	返回param是否为UninitializedParameter或UninitializedBuffer。
nn.factory_kwargs	返回规范化的工厂关键字参数字典。

nn.modules.flatten.Flatten	将连续的维度范围展平成一个张量。
nn.modules.flatten.Unflatten	将张量维度解展平成所需的形状。

量化函数

量化是指使用低于浮点精度的位宽来执行计算和存储张量的技术。PyTorch支持每张量和每通道非对称线性量化。要了解更多关于如何在PyTorch中使用量化函数的信息，请参阅量化文档。

延迟模块初始化

nn.modules.lazy.LazyModuleMixin

用于延迟初始化参数的模块的混合类，也称为“懒惰模块”。