SerialEnv¶
- class torchrl.envs.SerialEnv(*args, **kwargs)[源]¶
在同一进程中创建一系列环境。批量环境允许用户查询正在运行的远程环境的任意方法/属性。
这些查询将返回一个长度等于工作进程数量的列表，其中包含这些查询产生的值。
>>> env = ParallelEnv(3, my_env_fun) >>> custom_attribute_list = env.custom_attribute >>> custom_method_list = env.custom_method(*args)
- 参数:
num_workers – 要同时部署的工作进程数量（即环境实例）；
create_env_fn (callable 或 list of callables) – 用于创建环境的函数（或函数列表）。如果使用单个任务，应使用可调用对象而不是相同可调用对象的列表：如果提供了可调用对象列表，则环境将按需要多个、不同的任务的方式执行，这会带来一些计算开销；
- 关键字参数:
create_env_kwargs (dict 或 list of dicts, optional) – 用于创建环境的 kwargs；
share_individual_td (bool, optional) – 如果为
True，则为每个进程/工作进程创建一个不同的 tensordict，并返回一个惰性堆栈。默认为 None（单个任务为 False）；shared_memory (bool) – 返回的 tensordict 是否将放置在共享内存中；
memmap (bool) – 返回的 tensordict 是否将放置在内存映射中。
policy_proof (callable, optional) – 如果提供，将用于通过
step()和reset()方法获取要返回的张量列表，例如"hidden"等。device (str, int, torch.device) – 可以传递批量环境的设备。如果未指定，则从环境中推断。在这种情况下，假定所有环境的设备都匹配。如果指定了，它可以与子环境设备不同。在这种情况下，在收集期间数据将自动转换为适当的设备。这可以用来加速收集，因为转换为设备会产生开销（例如，基于 numpy 的环境等）：通过使用批量环境的
"cuda"设备，但嵌套环境的"cpu"设备，可以将开销降至最低。num_threads (int, optional) – 此进程的线程数。应等于子进程中启动的进程数加一（如果启动单个进程则为一）。默认为工作进程数 + 1。此参数对
SerialEnv类无效。num_sub_threads (int, optional) – 子进程的线程数。默认为 1 以确保安全：如果未指定，启动多个工作进程可能会使 CPU 负载过大并损害性能。此参数对
SerialEnv类无效。serial_for_single (bool, optional) – 如果为
True，则使用单个工作进程创建的并行环境将返回SerialEnv。此选项对SerialEnv无效。默认为False。non_blocking (bool, optional) – 如果为
True，则设备移动将使用non_blocking=True选项完成。默认为True。mp_start_method (str, optional) – 多进程启动方法。如果未指定，则使用默认启动方法（在首次导入之前未另外指定的情况下，TorchRL 中默认为“spawn”）。仅用于
ParallelEnv子类。use_buffers (bool, optional) –
工作进程之间的通信是否应通过循环预分配的内存缓冲区进行。默认为
True，除非其中一个环境具有动态规范。注意
在此处 了解动态 spec 和环境。
注意
可以使用以下技术通过关键字参数传递给每个子环境：
reset()中的每个关键字参数都将传递给每个环境，但list_of_kwargs参数除外，该参数如果存在，其长度应与工作进程数量相同，其中包含存储在字典中的特定于工作进程的关键字参数。如果查询部分重置，则list_of_kwargs中对应于未重置的子环境的元素将被忽略。示例
>>> from torchrl.envs import GymEnv, ParallelEnv, SerialEnv, EnvCreator >>> make_env = EnvCreator(lambda: GymEnv("Pendulum-v1")) # EnvCreator ensures that the env is sharable. Optional in most cases. >>> env = SerialEnv(2, make_env) # Makes 2 identical copies of the Pendulum env, runs them on the same process serially >>> env = ParallelEnv(2, make_env) # Makes 2 identical copies of the Pendulum env, runs them on dedicated processes >>> from torchrl.envs import DMControlEnv >>> env = ParallelEnv(2, [ ... lambda: DMControlEnv("humanoid", "stand"), ... lambda: DMControlEnv("humanoid", "walk")]) # Creates two independent copies of Humanoid, one that walks one that stands >>> rollout = env.rollout(10) # executes 10 random steps in the environment >>> rollout[0] # data for Humanoid stand TensorDict( fields={ action: Tensor(shape=torch.Size([10, 21]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), com_velocity: Tensor(shape=torch.Size([10, 3]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), done: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), extremities: Tensor(shape=torch.Size([10, 12]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), head_height: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), joint_angles: Tensor(shape=torch.Size([10, 21]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), next: TensorDict( fields={ com_velocity: Tensor(shape=torch.Size([10, 3]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), done: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), extremities: Tensor(shape=torch.Size([10, 12]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), head_height: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), joint_angles: Tensor(shape=torch.Size([10, 21]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), reward: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), terminated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), torso_vertical: Tensor(shape=torch.Size([10, 3]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), velocity: Tensor(shape=torch.Size([10, 27]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([10]), device=cpu, is_shared=False), terminated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), torso_vertical: Tensor(shape=torch.Size([10, 3]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), velocity: Tensor(shape=torch.Size([10, 27]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([10]), device=cpu, is_shared=False) >>> rollout[1] # data for Humanoid walk TensorDict( fields={ action: Tensor(shape=torch.Size([10, 21]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), com_velocity: Tensor(shape=torch.Size([10, 3]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), done: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), extremities: Tensor(shape=torch.Size([10, 12]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), head_height: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), joint_angles: Tensor(shape=torch.Size([10, 21]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), next: TensorDict( fields={ com_velocity: Tensor(shape=torch.Size([10, 3]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), done: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), extremities: Tensor(shape=torch.Size([10, 12]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), head_height: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), joint_angles: Tensor(shape=torch.Size([10, 21]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), reward: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), terminated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), torso_vertical: Tensor(shape=torch.Size([10, 3]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), velocity: Tensor(shape=torch.Size([10, 27]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([10]), device=cpu, is_shared=False), terminated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), torso_vertical: Tensor(shape=torch.Size([10, 3]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), velocity: Tensor(shape=torch.Size([10, 27]), device=cpu, dtype=torch.float64, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([10]), device=cpu, is_shared=False) >>> # serial_for_single to avoid creating parallel envs if not necessary >>> env = ParallelEnv(1, make_env, serial_for_single=True) >>> assert isinstance(env, SerialEnv) # serial_for_single allows you to avoid creating parallel envs when not necessary
- property action_key: NestedKey¶
环境的 action 键。
默认情况下，这通常是 “action”。
如果环境中存在多个 action 键，此函数将引发异常。
- property action_keys: list[tensordict._nestedkey.NestedKey]¶
环境的 action 键。
默认情况下，只有一个名为 “action” 的键。
键按数据树的深度排序。
- property action_spec: TensorSpec¶
actionspec。的
action_spec始终存储为复合 spec。如果 action spec 作为简单 spec 提供，则将返回该 spec。
>>> env.action_spec = Unbounded(1) >>> env.action_spec UnboundedContinuous( shape=torch.Size([1]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous)
如果 action spec 作为复合 spec 提供且仅包含一个叶子，则此函数将仅返回该叶子。
>>> env.action_spec = Composite({"nested": {"action": Unbounded(1)}}) >>> env.action_spec UnboundedContinuous( shape=torch.Size([1]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous)
如果 action spec 作为复合 spec 提供且包含多个叶子，则此函数将返回整个 spec。
>>> env.action_spec = Composite({"nested": {"action": Unbounded(1), "another_action": Categorical(1)}}) >>> env.action_spec Composite( nested: Composite( action: UnboundedContinuous( shape=torch.Size([1]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous), another_action: Categorical( shape=torch.Size([]), space=DiscreteBox(n=1), device=cpu, dtype=torch.int64, domain=discrete), device=cpu, shape=torch.Size([])), device=cpu, shape=torch.Size([]))
要检索传递的完整 spec，请使用
>>> env.input_spec["full_action_spec"]
此属性是可变的。
示例
>>> from torchrl.envs.libs.gym import GymEnv >>> env = GymEnv("Pendulum-v1") >>> env.action_spec BoundedContinuous( shape=torch.Size([1]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([1]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([1]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous)
- property action_spec_unbatched: TensorSpec¶
返回环境的 action spec，就好像它没有批次维度一样。
- add_module(name: str, module: Optional[Module]) None¶
将子模块添加到当前模块。
可以使用给定的名称作为属性访问该模块。
- 参数:
name (str) – 子模块的名称。子模块可以通过给定名称从此模块访问
module (Module) – 要添加到模块中的子模块。
- add_truncated_keys()¶
将截断键添加到环境中。
- all_actions(tensordict: TensorDictBase | None = None) TensorDictBase¶
从 action spec 生成所有可能的 action。
这仅适用于具有完全离散 action 的环境。
- 参数:
tensordict (TensorDictBase, optional) – 如果给出，将使用此 tensordict 调用
reset()。- 返回:
一个 tensordict 对象，其中 “action” 条目已更新为批量的所有可能 action。Action 被堆叠在主维度上。
- any_done(tensordict: TensorDictBase) bool¶
检查 tensordict 是否处于“结束”状态（或批次中的某个元素是否处于）。
结果将写入 “_reset” 条目。
- 返回: 一个布尔值，指示 tensordict 中是否有标记
为结束的元素。
注意
传入的 tensordict 应该是 “next” tensordict 或等价物——即，它不应包含 “next” 值。
- append_transform(transform: Transform | Callable[[TensorDictBase], TensorDictBase]) torchrl.envs.TransformedEnv¶
返回一个转换后的环境，其中应用了传入的可调用函数/转换。
- 参数:
transform (Transform 或 Callable[[TensorDictBase], TensorDictBase]) – 要应用于环境的转换。
示例
>>> from torchrl.envs import GymEnv >>> import torch >>> env = GymEnv("CartPole-v1") >>> loc = 0.5 >>> scale = 1.0 >>> transform = lambda data: data.set("observation", (data.get("observation") - loc)/scale) >>> env = env.append_transform(transform=transform) >>> print(env) TransformedEnv( env=GymEnv(env=CartPole-v1, batch_size=torch.Size([]), device=cpu), transform=_CallableTransform(keys=[]))
- apply(fn: Callable[[Module], None]) T¶
将
fn递归应用于每个子模块（由.children()返回）以及自身。典型用法包括初始化模型的参数（另请参阅 torch.nn.init）。
- 参数:
fn (
Module-> None) – 要应用于每个子模块的函数- 返回:
self
- 返回类型:
模块
示例
>>> @torch.no_grad() >>> def init_weights(m): >>> print(m) >>> if type(m) == nn.Linear: >>> m.weight.fill_(1.0) >>> print(m.weight) >>> net = nn.Sequential(nn.Linear(2, 2), nn.Linear(2, 2)) >>> net.apply(init_weights) Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) Parameter containing: tensor([[1., 1.], [1., 1.]], requires_grad=True) Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) Parameter containing: tensor([[1., 1.], [1., 1.]], requires_grad=True) Sequential( (0): Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) (1): Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) )
- auto_specs_(policy: Callable[[TensorDictBase], TensorDictBase], *, tensordict: TensorDictBase | None = None, action_key: NestedKey | list[NestedKey] = 'action', done_key: NestedKey | list[NestedKey] | None = None, observation_key: NestedKey | list[NestedKey] = 'observation', reward_key: NestedKey | list[NestedKey] = 'reward')¶
根据使用给定策略的随机 rollout 自动设置环境的规范（specs）。
此方法使用提供的策略执行 rollout，以推断环境的输入和输出规范。它会根据 rollout 期间收集的数据更新环境的动作、观察、奖励和完成信号的规范。
- 参数:
policy (Callable[[TensorDictBase], TensorDictBase]) – 一个可调用的策略，它接受 TensorDictBase 作为输入并返回 TensorDictBase 作为输出。此策略用于执行 rollout 并确定规范。
- 关键字参数:
tensordict (TensorDictBase, optional) – 用于 rollout 的初始状态的可选 TensorDictBase 实例。如果未提供，将调用环境的 reset 方法来获取初始状态。
action_key (NestedKey 或 List[NestedKey], optional) – 在 TensorDictBase 中用于标识 action 的键。默认为 “action”。
done_key (NestedKey 或 List[NestedKey], optional) – 用于在 TensorDictBase 中标识完成信号的键。默认为
None，它将尝试使用 [“done”, “terminated”, “truncated”] 作为潜在键。observation_key (NestedKey 或 List[NestedKey], optional) – 在 TensorDictBase 中用于标识 observation 的键。默认为 “observation”。
reward_key (NestedKey 或 List[NestedKey], optional) – 在 TensorDictBase 中用于标识 reward 的键。默认为 “reward”。
- 返回:
已更新 spec 的环境实例。
- 返回类型:
- 抛出:
RuntimeError – 如果输出 spec 中存在未被提供的键所覆盖的键。
- property batch_dims: int¶
环境的批次维度数。
- property batch_locked: bool¶
环境是否可以用于与初始化时不同的批次大小。
如果为 True，则需要在与环境相同批次大小的 tensordict 上使用该环境。batch_locked 是一个不可变属性。
- property batch_size: Size¶
此环境实例中批次化环境的数量，组织为 torch.Size() 对象。
环境可能相似或不同，但假定它们之间几乎没有（如果有的话）交互（例如，多任务或并行批处理执行）。
- bfloat16() T¶
将所有浮点参数和缓冲区转换为
bfloat16数据类型。注意
此方法就地修改模块。
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- buffers(recurse: bool = True) Iterator[Tensor]¶
返回模块缓冲区的迭代器。
- 参数:
recurse (bool) – 如果为 True，则会产生此模块及其所有子模块的 buffer。否则，仅会产生此模块的直接成员 buffer。
- 产生:
torch.Tensor – 模块缓冲区
示例
>>> # xdoctest: +SKIP("undefined vars") >>> for buf in model.buffers(): >>> print(type(buf), buf.size()) <class 'torch.Tensor'> (20L,) <class 'torch.Tensor'> (20L, 1L, 5L, 5L)
- cardinality(tensordict: TensorDictBase | None = None) int¶
动作空间的基数。
默认情况下，这只是
env.action_space.cardinality的一个包装器。此类在动作规范可变时很有用
动作数量可能未定义，例如
Categorical(n=-1)；动作基数可能取决于动作掩码；
形状可以是动态的，如
Unbound(shape=(-1))。
在这些情况下，应重写
cardinality()，- 参数:
tensordict (TensorDictBase, optional) – 包含计算基数所需数据的 tensordict。
- check_env_specs(return_contiguous: bool | None = None, check_dtype=True, seed: int | None = None, tensordict: TensorDictBase | None = None, break_when_any_done: bool | Literal['both'] = None)¶
使用简短的 rollout 来测试环境规范。
此测试函数应作为 torchrl 的 EnvBase 子类包装的环境的健全性检查：预期的数据与收集到的数据之间的任何差异都应引发断言错误。
损坏的环境规范很可能会使并行环境无法使用。
- 参数:
env (EnvBase) – 要检查其规格与数据是否匹配的环境。
return_contiguous (bool, optional) – 如果为
True，则将使用 return_contiguous=True 调用随机 rollout。这在某些情况下会失败（例如，输入/输出的异构形状）。默认为None（由动态规范的存在决定）。check_dtype (bool, optional) – 如果为 False，则会跳过 dtype 检查。默认为 True。
seed (int, optional) – 为了可重复性，可以设置种子。种子将临时设置在 pytorch 中，然后 RNG 状态将恢复到之前的状态。对于环境，我们设置了种子，但由于将 RNG 状态恢复到之前的状态不是大多数环境的功能，我们将其留给用户完成。默认为
None。tensordict (TensorDict, optional) – 用于重置的可选 tensordict 实例。
break_when_any_done (bool 或 str, optional) –
break_when_any_done在rollout()中的值。如果为"both"，则测试将在 True 和 False 上运行。
注意：此函数会重置环境种子。它应该“离线”使用，以检查环境是否已充分构建，但它可能会影响实验的播种，因此应将其排除在训练脚本之外。
- children() Iterator[Module]¶
返回直接子模块的迭代器。
- 产生:
Module – 子模块
- property collector: DataCollectorBase | None¶
返回与容器关联的收集器（如果存在）。
- compile(*args, **kwargs)¶
使用
torch.compile()编译此 Module 的前向传播。此 Module 的 __call__ 方法被编译，并且所有参数都原样传递给
torch.compile()。有关此函数的参数的详细信息，请参阅
torch.compile()。
- cpu() T¶
将所有模型参数和缓冲区移动到 CPU。
注意
此方法就地修改模块。
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- cuda(device: Optional[Union[int, device]] = None) T¶
将所有模型参数和缓冲区移动到 GPU。
这也会使相关的参数和缓冲区成为不同的对象。因此，如果模块在优化时将驻留在 GPU 上，则应在构建优化器之前调用此函数。
注意
此方法就地修改模块。
- 参数:
device (int, optional) – 如果指定，所有参数将复制到该设备
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- property done_key¶
环境的 done 键。
默认为“done”。
如果环境中存在多个 done 键，此函数将引发异常。
- property done_keys: list[tensordict._nestedkey.NestedKey]¶
环境的 done 键。
默认情况下，只有一个名为“done”的键。
键按数据树的深度排序。
- property done_keys_groups¶
done 键的列表，按重置键分组。
这是一个列表的列表。外层列表的长度等于重置键的数量，内层列表包含 done 键（例如，done 和 truncated），这些键可以在 absence 时读取以确定重置。
- property done_spec: TensorSpec¶
done规范。done_spec始终存储为复合规范。如果 done 规范作为简单规范提供，则将返回该规范。
>>> env.done_spec = Categorical(2, dtype=torch.bool) >>> env.done_spec Categorical( shape=torch.Size([]), space=DiscreteBox(n=2), device=cpu, dtype=torch.bool, domain=discrete)
如果 done 规范作为复合规范提供且仅包含一个叶子，则此函数将仅返回该叶子。
>>> env.done_spec = Composite({"nested": {"done": Categorical(2, dtype=torch.bool)}}) >>> env.done_spec Categorical( shape=torch.Size([]), space=DiscreteBox(n=2), device=cpu, dtype=torch.bool, domain=discrete)
如果 done 规范作为复合规范提供且具有多个叶子，则此函数将返回整个规范。
>>> env.done_spec = Composite({"nested": {"done": Categorical(2, dtype=torch.bool), "another_done": Categorical(2, dtype=torch.bool)}}) >>> env.done_spec Composite( nested: Composite( done: Categorical( shape=torch.Size([]), space=DiscreteBox(n=2), device=cpu, dtype=torch.bool, domain=discrete), another_done: Categorical( shape=torch.Size([]), space=DiscreteBox(n=2), device=cpu, dtype=torch.bool, domain=discrete), device=cpu, shape=torch.Size([])), device=cpu, shape=torch.Size([]))
要始终检索传入的完整规范，请使用
>>> env.output_spec["full_done_spec"]
此属性是可变的。
示例
>>> from torchrl.envs.libs.gym import GymEnv >>> env = GymEnv("Pendulum-v1") >>> env.done_spec Categorical( shape=torch.Size([1]), space=DiscreteBox(n=2), device=cpu, dtype=torch.bool, domain=discrete)
- property done_spec_unbatched: TensorSpec¶
返回环境的 done 规范，就好像它没有批处理维度一样。
- double() T¶
将所有浮点参数和缓冲区转换为
double数据类型。注意
此方法就地修改模块。
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- empty_cache()¶
清除所有缓存值。
对于常规环境，键列表（奖励、完成等）会被缓存，但在某些情况下，它们可能在代码执行期间发生更改（例如，添加转换时）。
- eval() T¶
将模块设置为评估模式。
这只对某些模块有影响。有关其在训练/评估模式下行为的详细信息，请参阅特定模块的文档，例如
Dropout、BatchNorm等。这等同于
self.train(False)。有关 .eval() 和几个可能与之混淆的类似机制的比较，请参阅 局部禁用梯度计算。
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- extra_repr() str¶
返回模块的额外表示。
要打印自定义额外信息，您应该在自己的模块中重新实现此方法。单行和多行字符串均可接受。
- fake_tensordict() TensorDictBase¶
返回一个假的 tensordict，其键值对在形状、设备和 dtype 上与环境 rollout 期间预期的一致。
- float() T¶
将所有浮点参数和缓冲区转换为
float数据类型。注意
此方法就地修改模块。
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- forward(*args, **kwargs)¶
定义每次调用时执行的计算。
所有子类都应重写此方法。
注意
虽然前向传播的实现需要在该函数内部定义，但您应该在之后调用
Module实例而不是该函数，因为前者负责运行已注册的钩子，而后者会静默忽略它们。
- property full_action_spec: Composite¶
完整的动作规范。
full_action_spec是一个Composite`实例，其中包含所有动作条目。示例
>>> from torchrl.envs import BraxEnv >>> for envname in BraxEnv.available_envs: ... break >>> env = BraxEnv(envname) >>> env.full_action_spec Composite( action: BoundedContinuous( shape=torch.Size([8]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([8]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([8]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous), device=cpu, shape=torch.Size([]))
- property full_done_spec: Composite¶
完整的 done 规范。
full_done_spec是一个Composite`实例，其中包含所有完成条目。它可用于使用与运行时收集的数据相仿的结构来生成假数据。示例
>>> import gymnasium >>> from torchrl.envs import GymWrapper >>> env = GymWrapper(gymnasium.make("Pendulum-v1")) >>> env.full_done_spec Composite( done: Categorical( shape=torch.Size([1]), space=DiscreteBox(n=2), device=cpu, dtype=torch.bool, domain=discrete), truncated: Categorical( shape=torch.Size([1]), space=DiscreteBox(n=2), device=cpu, dtype=torch.bool, domain=discrete), device=cpu, shape=torch.Size([]))
- property full_reward_spec: Composite¶
完整的 reward 规范。
full_reward_spec是一个Composite`实例，其中包含所有 reward 条目。示例
>>> import gymnasium >>> from torchrl.envs import GymWrapper, TransformedEnv, RenameTransform >>> base_env = GymWrapper(gymnasium.make("Pendulum-v1")) >>> env = TransformedEnv(base_env, RenameTransform("reward", ("nested", "reward"))) >>> env.full_reward_spec Composite( nested: Composite( reward: UnboundedContinuous( shape=torch.Size([1]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous), device=None, shape=torch.Size([])), device=cpu, shape=torch.Size([]))
- property full_state_spec: Composite¶
完整的 state 规范。
full_state_spec是一个Composite`实例，其中包含所有状态条目（即，非 action 的输入数据）。示例
>>> from torchrl.envs import BraxEnv >>> for envname in BraxEnv.available_envs: ... break >>> env = BraxEnv(envname) >>> env.full_state_spec Composite( state: Composite( pipeline_state: Composite( q: UnboundedContinuous( shape=torch.Size([15]), space=None, device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous), [...], device=cpu, shape=torch.Size([])), device=cpu, shape=torch.Size([])), device=cpu, shape=torch.Size([]))
- get_buffer(target: str) Tensor¶
返回由
target给定的缓冲区（如果存在），否则抛出错误。有关此方法功能的更详细解释以及如何正确指定
target，请参阅get_submodule的文档字符串。- 参数:
target – 要查找的 buffer 的完全限定字符串名称。（要指定完全限定字符串，请参阅
get_submodule。）- 返回:
由
target引用的缓冲区- 返回类型:
- 抛出:
AttributeError – 如果目标字符串引用了无效路径或解析为非 buffer 对象。
- get_extra_state() Any¶
返回要包含在模块 state_dict 中的任何额外状态。
如果需要存储额外的状态，请实现此方法以及相应的
set_extra_state()。在构建模块的 state_dict() 时会调用此函数。请注意，为了确保 state_dict 的序列化正常工作，额外的状态应该是可序列化的。我们仅对序列化 Tensor 提供向后兼容性保证；其他对象的序列化形式如果发生更改，可能会破坏向后兼容性。
- 返回:
要存储在模块 state_dict 中的任何额外状态
- 返回类型:
对象
- get_parameter(target: str) Parameter¶
如果存在，返回由
target给定的参数，否则抛出错误。有关此方法功能的更详细解释以及如何正确指定
target，请参阅get_submodule的文档字符串。- 参数:
target – 要查找的 Parameter 的完全限定字符串名称。（要指定完全限定字符串，请参阅
get_submodule。）- 返回:
由
target引用的参数- 返回类型:
torch.nn.Parameter
- 抛出:
AttributeError – 如果目标字符串引用了无效路径或解析为非
nn.Parameter的对象。
- get_submodule(target: str) Module¶
如果存在，返回由
target给定的子模块，否则抛出错误。例如，假设您有一个
nn.ModuleA，它看起来像这样A( (net_b): Module( (net_c): Module( (conv): Conv2d(16, 33, kernel_size=(3, 3), stride=(2, 2)) ) (linear): Linear(in_features=100, out_features=200, bias=True) ) )(图示了一个
nn.ModuleA。A包含一个嵌套的子模块net_b，net_b本身包含两个子模块net_c和linear。net_c然后包含一个子模块conv。)要检查我们是否拥有
linear子模块，我们会调用get_submodule("net_b.linear")。要检查我们是否拥有conv子模块，我们会调用get_submodule("net_b.net_c.conv")。get_submodule的运行时间受target中模块嵌套深度的限制。通过named_modules进行查询可以达到相同的结果，但其时间复杂度是所有传递模块数量的 O(N)。因此，对于检查某个子模块是否存在这样的简单操作，应始终使用get_submodule。- 参数:
target – 要查找的子模块的完全限定字符串名称。（要指定完全限定字符串，请参阅上面的示例。）
- 返回:
由
target引用的子模块- 返回类型:
- 抛出:
AttributeError – 如果在
target字符串解析路径的任何位置，（子）路径解析为不存在的属性名或不是nn.Module实例的对象。
- half() T¶
将所有浮点参数和缓冲区转换为
half数据类型。注意
此方法就地修改模块。
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- property input_spec: TensorSpec¶
输入规范。
包含输入到环境的所有规范的复合规范。
它包含
“full_action_spec”: 输入动作的规范
“full_state_spec”: 所有其他环境输入的规范
此属性是锁定的，应该是只读的。相反，要设置其中包含的规范，请使用相应的属性。
示例
>>> from torchrl.envs.libs.gym import GymEnv >>> env = GymEnv("Pendulum-v1") >>> env.input_spec Composite( full_state_spec: None, full_action_spec: Composite( action: BoundedContinuous( shape=torch.Size([1]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([1]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([1]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous), device=cpu, shape=torch.Size([])), device=cpu, shape=torch.Size([]))
- ipu(device: Optional[Union[int, device]] = None) T¶
将所有模型参数和缓冲区移动到 IPU。
这也会使关联的参数和缓冲区成为不同的对象。因此，如果模块在优化时将驻留在 IPU 上，则应在构建优化器之前调用它。
注意
此方法就地修改模块。
- 参数:
device (int, optional) – 如果指定，所有参数将复制到该设备
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- property is_spec_locked¶
获取环境的规范是否已锁定。
此属性可以直接修改。
- 返回:
如果规范已锁定，则为 True，否则为 False。
- 返回类型:
布尔值
另请参阅
- load_state_dict(*args, **kwargs)[source]¶
将
state_dict中的参数和缓冲区复制到此模块及其子模块中。如果
strict为True，则state_dict的键必须与此模块state_dict()函数返回的键完全匹配。警告
如果
assign为True，则必须在调用load_state_dict后创建优化器，除非get_swap_module_params_on_conversion()为True。- 参数:
state_dict (dict) – 包含参数和持久 buffer 的字典。
strict (bool, optional) – 是否严格强制
state_dict中的键与此模块state_dict()函数返回的键匹配。默认为Trueassign (bool, optional) – 当设置为
False时，保留当前模块的张量属性；当设置为True时，保留 state dict 中张量的属性。唯一的例外是Default: ``False`的requires_grad字段。
- 返回:
- missing_keys 是一个包含任何预期键的 str 列表。
在提供的
state_dict中缺失的任何键的字符串列表。
- unexpected_keys 是一个包含不匹配的键的 str 列表。
不期望但在提供的
state_dict中存在的键。
- 返回类型:
NamedTuple，包含missing_keys和unexpected_keys字段
注意
如果参数或缓冲区注册为
None且其对应的键存在于state_dict中，load_state_dict()将会引发RuntimeError。
- maybe_reset(tensordict: TensorDictBase) TensorDictBase¶
检查输入 tensordict 的 done 键，如果需要，则重置已完成的环境。
- 参数:
tensordict (TensorDictBase) – 来自
step_mdp()输出的 tensordict。- 返回:
一个与输入相同的 tensordict，其中环境未被重置，并且在环境被重置的地方包含新的重置数据。
- modules() Iterator[Module]¶
返回网络中所有模块的迭代器。
- 产生:
Module – 网络中的一个模块
注意
重复的模块只返回一次。在以下示例中，
l只返回一次。示例
>>> l = nn.Linear(2, 2) >>> net = nn.Sequential(l, l) >>> for idx, m in enumerate(net.modules()): ... print(idx, '->', m) 0 -> Sequential( (0): Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) (1): Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) ) 1 -> Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True)
- mtia(device: Optional[Union[int, device]] = None) T¶
将所有模型参数和缓冲区移动到 MTIA。
这也会使关联的参数和缓冲区成为不同的对象。因此，如果模块在优化时将驻留在 MTIA 上，则应在构建优化器之前调用它。
注意
此方法就地修改模块。
- 参数:
device (int, optional) – 如果指定，所有参数将复制到该设备
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- named_buffers(prefix: str = '', recurse: bool = True, remove_duplicate: bool = True) Iterator[tuple[str, torch.Tensor]]¶
返回模块缓冲区上的迭代器，同时生成缓冲区的名称和缓冲区本身。
- 参数:
prefix (str) – 为所有 buffer 名称添加前缀。
recurse (bool, optional) – 如果为 True，则会生成此模块及其所有子模块的 buffers。否则，仅生成此模块直接成员的 buffers。默认为 True。
remove_duplicate (bool, optional) – 是否在结果中删除重复的 buffers。默认为 True。
- 产生:
(str, torch.Tensor) – 包含名称和缓冲区的元组
示例
>>> # xdoctest: +SKIP("undefined vars") >>> for name, buf in self.named_buffers(): >>> if name in ['running_var']: >>> print(buf.size())
- named_children() Iterator[tuple[str, 'Module']]¶
返回对直接子模块的迭代器，生成模块的名称和模块本身。
- 产生:
(str, Module) – 包含名称和子模块的元组
示例
>>> # xdoctest: +SKIP("undefined vars") >>> for name, module in model.named_children(): >>> if name in ['conv4', 'conv5']: >>> print(module)
- named_modules(memo: Optional[set['Module']] = None, prefix: str = '', remove_duplicate: bool = True)¶
返回网络中所有模块的迭代器，同时生成模块的名称和模块本身。
- 参数:
memo – 用于存储已添加到结果中的模块集合的 memo
prefix – 将添加到模块名称的名称前缀
remove_duplicate – 是否从结果中删除重复的模块实例
- 产生:
(str, Module) – 名称和模块的元组
注意
重复的模块只返回一次。在以下示例中，
l只返回一次。示例
>>> l = nn.Linear(2, 2) >>> net = nn.Sequential(l, l) >>> for idx, m in enumerate(net.named_modules()): ... print(idx, '->', m) 0 -> ('', Sequential( (0): Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) (1): Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) )) 1 -> ('0', Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True))
- named_parameters(prefix: str = '', recurse: bool = True, remove_duplicate: bool = True) Iterator[tuple[str, torch.nn.parameter.Parameter]]¶
返回模块参数的迭代器，同时生成参数的名称和参数本身。
- 参数:
prefix (str) – 为所有参数名称添加前缀。
recurse (bool) – 如果为 True，则会生成此模块及其所有子模块的参数。否则，仅生成此模块直接成员的参数。
remove_duplicate (bool, optional) – 是否在结果中删除重复的参数。默认为 True。
- 产生:
(str, Parameter) – 包含名称和参数的元组
示例
>>> # xdoctest: +SKIP("undefined vars") >>> for name, param in self.named_parameters(): >>> if name in ['bias']: >>> print(param.size())
- property observation_keys: list[tensordict._nestedkey.NestedKey]¶
环境的 observation keys。
默认情况下，只有一个名为“observation”的 key。
键按数据树的深度排序。
- property observation_spec: Composite¶
Observation spec。
必须是
torchrl.data.Composite实例。在 reset 和 step 之后，spec 中列出的键可以直接访问。在 TorchRL 中，即使它们不严格来说是“observation”，所有 info、state、transforms 的结果等环境输出都存储在
observation_spec中。因此，
"observation_spec"应被视为环境输出（非 done 或 reward 数据）的通用数据容器。示例
>>> from torchrl.envs.libs.gym import GymEnv >>> env = GymEnv("Pendulum-v1") >>> env.observation_spec Composite( observation: BoundedContinuous( shape=torch.Size([3]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([3]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([3]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous), device=cpu, shape=torch.Size([]))
- property output_spec: TensorSpec¶
Output spec。
包含环境所有数据输出 spec 的复合 spec。
它包含
“full_reward_spec”: reward 的 spec
“full_done_spec”: done 的 spec
“full_observation_spec”: 所有其他环境输出的 spec
此属性是锁定的，应该是只读的。相反，要设置其中包含的规范，请使用相应的属性。
示例
>>> from torchrl.envs.libs.gym import GymEnv >>> env = GymEnv("Pendulum-v1") >>> env.output_spec Composite( full_reward_spec: Composite( reward: UnboundedContinuous( shape=torch.Size([1]), space=None, device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous), device=cpu, shape=torch.Size([])), full_observation_spec: Composite( observation: BoundedContinuous( shape=torch.Size([3]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([3]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([3]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous), device=cpu, shape=torch.Size([])), full_done_spec: Composite( done: Categorical( shape=torch.Size([1]), space=DiscreteBox(n=2), device=cpu, dtype=torch.bool, domain=discrete), device=cpu, shape=torch.Size([])), device=cpu, shape=torch.Size([]))
- parameters(recurse: bool = True) Iterator[Parameter]¶
返回模块参数的迭代器。
这通常传递给优化器。
- 参数:
recurse (bool) – 如果为 True，则会生成此模块及其所有子模块的参数。否则，仅生成此模块直接成员的参数。
- 产生:
Parameter – 模块参数
示例
>>> # xdoctest: +SKIP("undefined vars") >>> for param in model.parameters(): >>> print(type(param), param.size()) <class 'torch.Tensor'> (20L,) <class 'torch.Tensor'> (20L, 1L, 5L, 5L)
- rand_action(tensordict: TensorDictBase | None = None)¶
根据 action_spec 属性执行随机动作。
- 参数:
tensordict (TensorDictBase, optional) – 要将生成的动作写入的 tensordict。
- 返回:
一个 tensordict 对象，其“action”条目已用从 action-spec 中随机抽取的样本更新。
- rand_step(tensordict: TensorDictBase | None = None) TensorDictBase¶
根据 action_spec 属性在环境中执行随机步长。
- 参数:
tensordict (TensorDictBase, optional) – 要将生成的 info 写入的 tensordict。
- 返回:
一个 tensordict 对象，其中包含在环境中随机步长后的新 observation。动作将以“action”键存储。
- register_backward_hook(hook: Callable[[Module, Union[tuple[torch.Tensor, ...], Tensor], Union[tuple[torch.Tensor, ...], Tensor]]) RemovableHandle¶
在模块上注册一个反向传播钩子。
此函数已弃用，建议使用
register_full_backward_hook()，并且此函数的功能将在未来版本中发生更改。- 返回:
一个句柄，可用于通过调用
handle.remove()来移除添加的钩子- 返回类型:
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- register_buffer(name: str, tensor: Optional[Tensor], persistent: bool = True) None¶
向模块添加一个缓冲区。
这通常用于注册一个不应被视为模型参数的缓冲区。例如，BatchNorm 的
running_mean不是参数，但它是模块状态的一部分。缓冲区默认是持久的，将与参数一起保存。通过将persistent设置为False可以更改此行为。持久缓冲区和非持久缓冲区之间的唯一区别是后者将不会是此模块state_dict的一部分。可以使用给定名称作为属性访问缓冲区。
- 参数:
name (str) – buffer 的名称。可以使用给定的名称从此模块访问 buffer
tensor (Tensor 或 None) – 要注册的缓冲区。如果为
None，则对缓冲区执行的操作（例如cuda）将被忽略。如果为None，则该缓冲区 **不** 包含在模块的state_dict中。persistent (bool) – 缓冲区是否是此模块
state_dict的一部分。
示例
>>> # xdoctest: +SKIP("undefined vars") >>> self.register_buffer('running_mean', torch.zeros(num_features))
- register_collector(collector: DataCollectorBase)¶
将 collector 注册到 environment。
- 参数:
collector (DataCollectorBase) – 要注册的 collector。
- register_forward_hook(hook: Union[Callable[[T, tuple[Any, ...], Any], Optional[Any]], Callable[[T, tuple[Any, ...], dict[str, Any], Any], Optional[Any]]], *, prepend: bool = False, with_kwargs: bool = False, always_call: bool = False) RemovableHandle¶
在模块上注册一个前向钩子。
hook将在每次 forward() 计算输出后被调用。
如果
with_kwargs为False或未指定，则输入仅包含传递给模块的位置参数。关键字参数不会传递给钩子，只传递给forward。钩子可以修改输出。它可以就地修改输入，但对 forward 没有影响，因为这是在调用forward()之后调用的。钩子应具有以下签名hook(module, args, output) -> None or modified output
如果
with_kwargs为True，则 forward 钩子将接收传递给 forward 函数的kwargs，并应返回可能已修改的输出。钩子应具有以下签名hook(module, args, kwargs, output) -> None or modified output
- 参数:
hook (Callable) – 用户定义的待注册钩子。
prepend (bool) – 如果为
True，则提供的hook将在此torch.nn.Module上已有的所有forward钩子之前执行。否则，提供的hook将在此torch.nn.Module上已有的所有forward钩子之后执行。请注意，通过register_module_forward_hook()注册的全局forward钩子将在通过此方法注册的所有钩子之前执行。默认为Falsewith_kwargs (bool) – 如果为
True，则hook将接收传递给 forward 函数的 kwargs。默认为Falsealways_call (bool) – 如果为
True，则无论调用模块时是否引发异常，钩子都会运行。默认为False
- 返回:
一个句柄，可用于通过调用
handle.remove()来移除添加的钩子- 返回类型:
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- register_forward_pre_hook(hook: Union[Callable[[T, tuple[Any, ...]], Optional[Any]], Callable[[T, tuple[Any, ...], dict[str, Any]]], Optional[tuple[Any, dict[str, Any]]]], *, prepend: bool = False, with_kwargs: bool = False) RemovableHandle¶
在模块上注册一个前向预钩子。
钩子将在每次调用
forward()之前被调用。如果
with_kwargs为 false 或未指定，则输入仅包含传递给模块的位置参数。关键字参数不会传递给钩子，只传递给forward。钩子可以修改输入。用户可以返回一个元组或钩子中的单个修改值。如果我们返回单个值（除非该值已经是元组），我们将该值包装成一个元组。钩子应具有以下签名hook(module, args) -> None or modified input
如果
with_kwargs为 true，则 forward pre-hook 将接收传递给 forward 函数的 kwargs。如果钩子修改了输入，则应同时返回 args 和 kwargs。钩子应具有以下签名hook(module, args, kwargs) -> None or a tuple of modified input and kwargs
- 参数:
hook (Callable) – 用户定义的待注册钩子。
prepend (bool) – 如果为 true，则提供的
hook将在此torch.nn.Module上已有的所有forward_pre钩子之前执行。否则，提供的hook将在此torch.nn.Module上已有的所有forward_pre钩子之后执行。请注意，通过register_module_forward_pre_hook()注册的全局forward_pre钩子将在通过此方法注册的所有钩子之前执行。默认为Falsewith_kwargs (bool) – 如果为 true，则
hook将接收传递给 forward 函数的 kwargs。默认为False
- 返回:
一个句柄，可用于通过调用
handle.remove()来移除添加的钩子- 返回类型:
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- register_full_backward_hook(hook: Callable[[Module, Union[tuple[torch.Tensor, ...], Tensor], Union[tuple[torch.Tensor, ...], Tensor]], prepend: bool = False) RemovableHandle¶
在模块上注册一个反向传播钩子。
hook 将在计算模块的梯度时被调用，即只有在计算模块输出的梯度时 hook 才会执行。hook 应具有以下签名
hook(module, grad_input, grad_output) -> tuple(Tensor) or None
grad_input和grad_output是包含相对于输入和输出的梯度的元组。钩子不应修改其参数，但可以根据需要返回相对于输入的新的梯度，该梯度将用于替换后续计算中的grad_input。grad_input将仅对应于作为位置参数给出的输入，所有关键字参数都将被忽略。grad_input和grad_output中的条目对于所有非 Tensor 参数将为None。由于技术原因，当此钩子应用于模块时，其前向函数将接收传递给模块的每个张量的视图。类似地，调用者将接收模块前向函数返回的每个张量的视图。
警告
使用反向传播钩子时不允许就地修改输入或输出，否则将引发错误。
- 参数:
hook (Callable) – 要注册的用户定义钩子。
prepend (bool) – 如果为 true，则提供的
hook将在此torch.nn.Module上已有的所有backward钩子之前执行。否则，提供的hook将在此torch.nn.Module上已有的所有backward钩子之后执行。请注意，通过register_module_full_backward_hook()注册的全局backward钩子将在通过此方法注册的所有钩子之前执行。
- 返回:
一个句柄，可用于通过调用
handle.remove()来移除添加的钩子- 返回类型:
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- register_full_backward_pre_hook(hook: Callable[[Module, Union[tuple[torch.Tensor, ...], Tensor]], Union[None, tuple[torch.Tensor, ...], Tensor]], prepend: bool = False) RemovableHandle¶
在模块上注册一个反向预钩子。
每次计算模块的梯度时，将调用此钩子。钩子应具有以下签名
hook(module, grad_output) -> tuple[Tensor] or None
grad_output是一个元组。钩子不应修改其参数，但可以根据需要返回相对于输出的新的梯度，该梯度将用于替换后续计算中的grad_output。grad_output中的条目对于所有非 Tensor 参数将为None。由于技术原因，当此钩子应用于模块时，其前向函数将接收传递给模块的每个张量的视图。类似地，调用者将接收模块前向函数返回的每个张量的视图。
警告
使用反向传播钩子时不允许就地修改输入，否则将引发错误。
- 参数:
hook (Callable) – 要注册的用户定义钩子。
prepend (bool) – 如果为 true，则提供的
hook将在此torch.nn.Module上已有的所有backward_pre钩子之前执行。否则，提供的hook将在此torch.nn.Module上已有的所有backward_pre钩子之后执行。请注意，通过register_module_full_backward_pre_hook()注册的全局backward_pre钩子将在通过此方法注册的所有钩子之前执行。
- 返回:
一个句柄，可用于通过调用
handle.remove()来移除添加的钩子- 返回类型:
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- classmethod register_gym(id: str, *, entry_point: Callable | None = None, transform: Transform | None = None, info_keys: list[NestedKey] | None = None, backend: str = None, to_numpy: bool = False, reward_threshold: float | None = None, nondeterministic: bool = False, max_episode_steps: int | None = None, order_enforce: bool = True, autoreset: bool | None = None, disable_env_checker: bool = False, apply_api_compatibility: bool = False, **kwargs)¶
注册一个 gym(nasium) 环境。
此方法的设计考虑了以下范围：
将 TorchRL-first 环境纳入使用 Gym 的框架；
将其他环境（例如 DeepMind Control、Brax、Jumanji 等）纳入使用 Gym 的框架。
- 参数:
id (str) – 环境的名称。应遵循 gym 命名约定。
- 关键字参数:
entry_point (callable, optional) –
用于构建环境的入口点。如果未传入，则父类将用作入口点。通常，这用于注册不一定继承自正在使用的基类的环境。
>>> from torchrl.envs import DMControlEnv >>> DMControlEnv.register_gym("DMC-cheetah-v0", env_name="cheetah", task="run") >>> # equivalently >>> EnvBase.register_gym("DMC-cheetah-v0", entry_point=DMControlEnv, env_name="cheetah", task="run")
transform (torchrl.envs.Transform) – 要与 env 一起使用的转换（或
torchrl.envs.Compose实例中的转换列表）。此参数可以在调用make()时传递（请参阅下面的示例）。info_keys (List[NestedKey], optional) –
如果提供了这些键，它们将用于构建 info 字典，并将从 observation 键中排除。此参数可以在调用
make()时传递（请参阅下面的示例）。警告
使用
info_keys可能会导致 spec 为空，因为内容已移至 info 字典。Gym 不喜欢 spec 中的空Dict，因此应使用RemoveEmptySpecs移除此空内容。backend (str, optional) – 后端。可以是 “gym” 或 “gymnasium” 或与
set_gym_backend兼容的任何其他后端。to_numpy (bool, optional) – 如果为
True，则调用 step 和 reset 的结果将被映射为 numpy 数组。默认为False（结果为 tensors）。此参数可以在调用make()时传递（请参阅下面的示例）。reward_threshold (
float, optional) – [Gym kwarg] 认为已学会环境的奖励阈值。nondeterministic (bool, optional) – [Gym kwarg] 如果环境是不可确定的（即使知道初始种子和所有操作）。默认为
False。max_episode_steps (int, optional) – [Gym kwarg] 截断之前的最大单集步数。由 Time Limit 包装器使用。
order_enforce (bool, optional) – [Gym >= 0.14] 是否应用 order enforcer wrapper 以确保用户按正确顺序运行函数。默认为
True。autoreset (bool, optional) – [Gym >= 0.14 and <1.0.0] 是否添加 autores集 wrapper，以便无需调用 reset。默认为
False。disable_env_checker – [Gym >= 0.14] 是否禁用环境的环境检查器。默认为
False。apply_api_compatibility – [Gym >= 0.26 and <1.0.0] 是否应用 StepAPICompatibility 包装器。默认为
False。**kwargs – 传递给环境构造函数的任意关键字参数。
注意
TorchRL 的环境没有
"info"字典的概念，因为TensorDict提供了大多数训练设置所需的全部存储要求。不过，您可以使用info_keys参数来精细控制什么被视为 observation，什么应被视为 info。示例
>>> # Register the "cheetah" env from DMControl with the "run" task >>> from torchrl.envs import DMControlEnv >>> import torch >>> DMControlEnv.register_gym("DMC-cheetah-v0", to_numpy=False, backend="gym", env_name="cheetah", task_name="run") >>> import gym >>> envgym = gym.make("DMC-cheetah-v0") >>> envgym.seed(0) >>> torch.manual_seed(0) >>> envgym.reset() ({'position': tensor([-0.0855, 0.0215, -0.0881, -0.0412, -0.1101, 0.0080, 0.0254, 0.0424], dtype=torch.float64), 'velocity': tensor([ 1.9609e-02, -1.9776e-04, -1.6347e-03, 3.3842e-02, 2.5338e-02, 3.3064e-02, 1.0381e-04, 7.6656e-05, 1.0204e-02], dtype=torch.float64)}, {}) >>> envgym.step(envgym.action_space.sample()) ({'position': tensor([-0.0833, 0.0275, -0.0612, -0.0770, -0.1256, 0.0082, 0.0186, 0.0476], dtype=torch.float64), 'velocity': tensor([ 0.2221, 0.2256, 0.5930, 2.6937, -3.5865, -1.5479, 0.0187, -0.6825, 0.5224], dtype=torch.float64)}, tensor([0.0018], dtype=torch.float64), tensor([False]), tensor([False]), {}) >>> # same environment with observation stacked >>> from torchrl.envs import CatTensors >>> envgym = gym.make("DMC-cheetah-v0", transform=CatTensors(in_keys=["position", "velocity"], out_key="observation")) >>> envgym.reset() ({'observation': tensor([-0.1005, 0.0335, -0.0268, 0.0133, -0.0627, 0.0074, -0.0488, -0.0353, -0.0075, -0.0069, 0.0098, -0.0058, 0.0033, -0.0157, -0.0004, -0.0381, -0.0452], dtype=torch.float64)}, {}) >>> # same environment with numpy observations >>> envgym = gym.make("DMC-cheetah-v0", transform=CatTensors(in_keys=["position", "velocity"], out_key="observation"), to_numpy=True) >>> envgym.reset() ({'observation': array([-0.11355747, 0.04257728, 0.00408397, 0.04155852, -0.0389733 , -0.01409826, -0.0978704 , -0.08808327, 0.03970837, 0.00535434, -0.02353762, 0.05116226, 0.02788907, 0.06848346, 0.05154399, 0.0371798 , 0.05128025])}, {}) >>> # If gymnasium is installed, we can register the environment there too. >>> DMControlEnv.register_gym("DMC-cheetah-v0", to_numpy=False, backend="gymnasium", env_name="cheetah", task_name="run") >>> import gymnasium >>> envgym = gymnasium.make("DMC-cheetah-v0") >>> envgym.seed(0) >>> torch.manual_seed(0) >>> envgym.reset() ({'position': tensor([-0.0855, 0.0215, -0.0881, -0.0412, -0.1101, 0.0080, 0.0254, 0.0424], dtype=torch.float64), 'velocity': tensor([ 1.9609e-02, -1.9776e-04, -1.6347e-03, 3.3842e-02, 2.5338e-02, 3.3064e-02, 1.0381e-04, 7.6656e-05, 1.0204e-02], dtype=torch.float64)}, {})
注意
此功能也适用于无状态环境（例如，
BraxEnv）。>>> import gymnasium >>> import torch >>> from tensordict import TensorDict >>> from torchrl.envs import BraxEnv, SelectTransform >>> >>> # get action for dydactic purposes >>> env = BraxEnv("ant", batch_size=[2]) >>> env.set_seed(0) >>> torch.manual_seed(0) >>> td = env.rollout(10) >>> >>> actions = td.get("action") >>> >>> # register env >>> env.register_gym("Brax-Ant-v0", env_name="ant", batch_size=[2], info_keys=["state"]) >>> gym_env = gymnasium.make("Brax-Ant-v0") >>> gym_env.seed(0) >>> torch.manual_seed(0) >>> >>> gym_env.reset() >>> obs = [] >>> for i in range(10): ... obs, reward, terminated, truncated, info = gym_env.step(td[..., i].get("action"))
- register_load_state_dict_post_hook(hook)¶
注册一个后钩子，用于在模块的
load_state_dict()被调用后运行。- 它应该具有以下签名：
hook(module, incompatible_keys) -> None
参数
module是注册此钩子的当前模块，参数incompatible_keys是一个NamedTuple，由missing_keys和unexpected_keys属性组成。missing_keys是一个包含缺失键的list，unexpected_keys是一个包含意外键的list。如果需要，可以就地修改给定的 incompatible_keys。
请注意，如预期，当使用
strict=True调用load_state_dict()时执行的检查会受到钩子对missing_keys或unexpected_keys所做的修改的影响。向这两个键集中的任何一个添加条目将在strict=True时引发错误，而清除 missing 和 unexpected 键将避免错误。- 返回:
一个句柄，可用于通过调用
handle.remove()来移除添加的钩子- 返回类型:
torch.utils.hooks.RemovableHandle
- register_load_state_dict_pre_hook(hook)¶
注册一个预钩子，用于在模块的
load_state_dict()被调用之前运行。- 它应该具有以下签名：
hook(module, state_dict, prefix, local_metadata, strict, missing_keys, unexpected_keys, error_msgs) -> None # noqa: B950
- 参数:
hook (Callable) – 在加载状态字典之前将调用的可调用钩子。
- register_module(name: str, module: Optional[Module]) None¶
是
add_module()的别名。
- register_parameter(name: str, param: Optional[Parameter]) None¶
向模块添加一个参数。
可以使用给定名称作为属性访问该参数。
- 参数:
name (str) – 参数的名称。可以通过给定名称从该模块访问该参数。
param (Parameter 或 None) – 要添加到模块的参数。如果为
None，则会被忽略对参数执行的操作，例如cuda。如果为None，则该参数 **不会** 包含在模块的state_dict中。
- register_state_dict_post_hook(hook)¶
注册
state_dict()方法的后钩。- 它应该具有以下签名：
hook(module, state_dict, prefix, local_metadata) -> None
注册的钩子可以就地修改
state_dict。
- register_state_dict_pre_hook(hook)¶
为
state_dict()方法注册一个预钩子。- 它应该具有以下签名：
hook(module, prefix, keep_vars) -> None
注册的钩子可用于在进行
state_dict调用之前执行预处理。
- requires_grad_(requires_grad: bool = True) T¶
更改自动梯度是否应记录此模块中参数的操作。
此方法就地设置参数的
requires_grad属性。此方法有助于冻结模块的一部分以进行微调或单独训练模型的一部分（例如，GAN 训练）。
有关
.requires_grad_()与其他可能与之混淆的类似机制之间的比较，请参阅 本地禁用梯度计算。- 参数:
requires_grad (bool) – 自动求导是否应记录此模块上的参数操作。默认为
True。- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- reset(tensordict: TensorDictBase | None = None, **kwargs) TensorDictBase¶
重置环境。
与 step 和 _step 一样，只有私有方法
_reset应该被 EnvBase 子类覆盖。- 参数:
tensordict (TensorDictBase, optional) – 用于包含新 observation 的 tensordict。在某些情况下，此输入还可用于向 reset 函数传递参数。
kwargs (optional) – 传递给原生 reset 函数的其他参数。
- 返回:
一个 tensordict（或任何输入的 tensordict），原地修改以包含相应的 observation。
注意
reset不应被EnvBase子类覆盖。应修改的方法是_reset()。
- property reset_keys: list[tensordict._nestedkey.NestedKey]¶
返回重置键列表。
Reset keys 是指示部分重置的键，用于批处理、多任务或多代理设置。它们的结构为
(*prefix, "_reset")，其中prefix是一个（可能为空的）字符串元组，指向一个 tensordict 位置，在该位置可以找到 done 状态。键按数据树的深度排序。
- property reward_key¶
环境的奖励键。
默认情况下，这将是“reward”。
如果环境中存在多个奖励键，此函数将引发异常。
- property reward_keys: list[tensordict._nestedkey.NestedKey]¶
环境的奖励键。
默认情况下，只有一个键，名为“reward”。
键按数据树的深度排序。
- property reward_spec: TensorSpec¶
rewardspec。reward_spec始终存储为复合 spec。如果 reward spec 作为简单 spec 提供，则返回该 spec。
>>> env.reward_spec = Unbounded(1) >>> env.reward_spec UnboundedContinuous( shape=torch.Size([1]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous)
如果 reward spec 作为复合 spec 提供并且仅包含一个叶子，则此函数将仅返回该叶子。
>>> env.reward_spec = Composite({"nested": {"reward": Unbounded(1)}}) >>> env.reward_spec UnboundedContinuous( shape=torch.Size([1]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous)
如果 reward spec 作为复合 spec 提供并且具有多个叶子，则此函数将返回整个 spec。
>>> env.reward_spec = Composite({"nested": {"reward": Unbounded(1), "another_reward": Categorical(1)}}) >>> env.reward_spec Composite( nested: Composite( reward: UnboundedContinuous( shape=torch.Size([1]), space=ContinuousBox( low=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True), high=Tensor(shape=torch.Size([]), device=cpu, dtype=torch.float32, contiguous=True)), device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous), another_reward: Categorical( shape=torch.Size([]), space=DiscreteBox(n=1), device=cpu, dtype=torch.int64, domain=discrete), device=cpu, shape=torch.Size([])), device=cpu, shape=torch.Size([]))
要检索传递的完整 spec，请使用
>>> env.output_spec["full_reward_spec"]
此属性是可变的。
示例
>>> from torchrl.envs.libs.gym import GymEnv >>> env = GymEnv("Pendulum-v1") >>> env.reward_spec UnboundedContinuous( shape=torch.Size([1]), space=None, device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous)
- property reward_spec_unbatched: TensorSpec¶
返回环境的 reward 规范，就好像它没有批处理维度一样。
- rollout(max_steps: int, policy: Callable[[TensorDictBase], TensorDictBase] | None = None, callback: Callable[[TensorDictBase, ...], Any] | None = None, *, auto_reset: bool = True, auto_cast_to_device: bool = False, break_when_any_done: bool | None = None, break_when_all_done: bool | None = None, return_contiguous: bool | None = False, tensordict: TensorDictBase | None = None, set_truncated: bool = False, out=None, trust_policy: bool = False) TensorDictBase¶
在环境中执行 rollout。
只要其中任何一个环境达到任何一个完成状态，该函数就会返回。
- 参数:
max_steps (int) – 要执行的最大步数。实际步数可能较少，如果环境在 max_steps 执行完毕之前达到完成状态。
policy（callable, optional）– 用于计算所需动作的可调用对象。如果未提供策略，将使用
env.rand_step()调用动作。策略可以是任何读取 tensordict 或观察条目序列的函数，这些序列按env.observation_spec.keys()的顺序排序。默认为 None。callback（Callable[[TensorDict], Any], optional）– 在每次迭代时与给定的 TensorDict 一起调用的函数。默认为
None。callback 的输出将不会被收集，用户有责任在 callback 调用中保存任何结果，如果数据需要在 rollout 调用之外传递的话。
- 关键字参数:
auto_reset（bool, optional）– 如果为
True，则在开始 rollout 之前会重置包含的环境。如果为False，则 rollout 将从先前的状态继续，这需要tensordict参数与先前的 rollout 一起传递。默认为True。auto_cast_to_device（bool, optional）– 如果为
True，则在策略使用之前，tensordict 的设备将自动转换为策略设备。默认为False。break_when_any_done（bool）–
如果为
True，则当任何包含的环境达到任何 done 状态时中断。如果为False，则 done 的环境会自动重置。默认为True。另请参阅
文档的 部分重置 提供了更多关于部分重置的信息。
break_when_all_done（bool, optional）–
如果为
True，则当所有包含的环境都达到任何 done 状态时中断。如果为False，则当至少一个环境达到任何 done 状态时中断。默认为False。另请参阅
文档的 部分步进 提供了更多关于部分重置的信息。
return_contiguous (bool) – If
False， 将返回一个 LazyStackedTensorDict。如果环境没有动态规范，则默认为 True，否则为False。tensordict（TensorDict, optional）– 如果
auto_reset为 False，则必须提供一个初始 tensordict。Rollout 将检查此 tensordict 是否具有 done 标志，并在必要时重置这些维度的环境。如果tensordict是 reset 的输出，这通常不应该发生，但如果tensordict是先前 rollout 的最后一步，则可能会发生。当auto_reset=True时，也可以提供tensordict，如果需要将元数据传递给reset方法，例如无状态环境的 batch-size 或设备。set_truncated（bool, optional）– 如果为
True，则在 rollout 完成后，将"truncated"和"done"键设置为True。如果在done_spec中找不到"truncated"，则会引发异常。可以通过env.add_truncated_keys设置 truncated 键。默认为False。trust_policy（bool, optional）– 如果为
True，则会信任非 TensorDictModule 的策略，并假定其与 collector 兼容。默认情况下，CudaGraphModules 为True，否则为False。
- 返回:
包含结果轨迹的 TensorDict 对象。
返回的数据将在 tensordict 的最后一个维度（在
env.ndim索引处）用“time”维度名称进行标记。rollout对于显示环境的数据结构非常有帮助。示例
>>> # Using rollout without a policy >>> from torchrl.envs.libs.gym import GymEnv >>> from torchrl.envs.transforms import TransformedEnv, StepCounter >>> env = TransformedEnv(GymEnv("Pendulum-v1"), StepCounter(max_steps=20)) >>> rollout = env.rollout(max_steps=1000) >>> print(rollout) TensorDict( fields={ action: Tensor(shape=torch.Size([20, 1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), done: Tensor(shape=torch.Size([20, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), next: TensorDict( fields={ done: Tensor(shape=torch.Size([20, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([20, 3]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), reward: Tensor(shape=torch.Size([20, 1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), step_count: Tensor(shape=torch.Size([20, 1]), device=cpu, dtype=torch.int64, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([20, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([20]), device=cpu, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([20, 3]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), step_count: Tensor(shape=torch.Size([20, 1]), device=cpu, dtype=torch.int64, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([20, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([20]), device=cpu, is_shared=False) >>> print(rollout.names) ['time'] >>> # with envs that contain more dimensions >>> from torchrl.envs import SerialEnv >>> env = SerialEnv(3, lambda: TransformedEnv(GymEnv("Pendulum-v1"), StepCounter(max_steps=20))) >>> rollout = env.rollout(max_steps=1000) >>> print(rollout) TensorDict( fields={ action: Tensor(shape=torch.Size([3, 20, 1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), done: Tensor(shape=torch.Size([3, 20, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), next: TensorDict( fields={ done: Tensor(shape=torch.Size([3, 20, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([3, 20, 3]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), reward: Tensor(shape=torch.Size([3, 20, 1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), step_count: Tensor(shape=torch.Size([3, 20, 1]), device=cpu, dtype=torch.int64, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([3, 20, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([3, 20]), device=cpu, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([3, 20, 3]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), step_count: Tensor(shape=torch.Size([3, 20, 1]), device=cpu, dtype=torch.int64, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([3, 20, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([3, 20]), device=cpu, is_shared=False) >>> print(rollout.names) [None, 'time']
使用策略（常规的
Module或TensorDictModule）也很容易。示例
>>> from torch import nn >>> env = GymEnv("CartPole-v1", categorical_action_encoding=True) >>> class ArgMaxModule(nn.Module): ... def forward(self, values): ... return values.argmax(-1) >>> n_obs = env.observation_spec["observation"].shape[-1] >>> n_act = env.action_spec.n >>> # A deterministic policy >>> policy = nn.Sequential( ... nn.Linear(n_obs, n_act), ... ArgMaxModule()) >>> env.rollout(max_steps=10, policy=policy) TensorDict( fields={ action: Tensor(shape=torch.Size([10]), device=cpu, dtype=torch.int64, is_shared=False), done: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), next: TensorDict( fields={ done: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([10, 4]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), reward: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), terminated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([10]), device=cpu, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([10, 4]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), terminated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([10]), device=cpu, is_shared=False) >>> # Under the hood, rollout will wrap the policy in a TensorDictModule >>> # To speed things up we can do that ourselves >>> from tensordict.nn import TensorDictModule >>> policy = TensorDictModule(policy, in_keys=list(env.observation_spec.keys()), out_keys=["action"]) >>> env.rollout(max_steps=10, policy=policy) TensorDict( fields={ action: Tensor(shape=torch.Size([10]), device=cpu, dtype=torch.int64, is_shared=False), done: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), next: TensorDict( fields={ done: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([10, 4]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), reward: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), terminated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([10]), device=cpu, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([10, 4]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), terminated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([10, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([10]), device=cpu, is_shared=False)
在某些情况下，无法获得连续的 tensordict，因为它们无法堆叠。当每步返回的数据形状可能不同，或者当不同的环境一起执行时，可能会发生这种情况。在这种情况下，
return_contiguous=False将导致返回的 tensordict 是 tensordict 的懒惰堆栈。- 非连续 rollout 的示例
>>> rollout = env.rollout(4, return_contiguous=False) >>> print(rollout) LazyStackedTensorDict( fields={ action: Tensor(shape=torch.Size([3, 4, 1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), done: Tensor(shape=torch.Size([3, 4, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), next: LazyStackedTensorDict( fields={ done: Tensor(shape=torch.Size([3, 4, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([3, 4, 3]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), reward: Tensor(shape=torch.Size([3, 4, 1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), step_count: Tensor(shape=torch.Size([3, 4, 1]), device=cpu, dtype=torch.int64, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([3, 4, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([3, 4]), device=cpu, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([3, 4, 3]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), step_count: Tensor(shape=torch.Size([3, 4, 1]), device=cpu, dtype=torch.int64, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([3, 4, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([3, 4]), device=cpu, is_shared=False) >>> print(rollout.names) [None, 'time']
Rollouts 可以在循环中使用以模拟数据收集。要做到这一点，您需要在使用
step_mdp()之后，将上一个 rollout 返回的最后一个 tensordict 作为输入传递。- 数据收集 rollout 的示例
>>> from torchrl.envs import GymEnv, step_mdp >>> env = GymEnv("CartPole-v1") >>> epochs = 10 >>> input_td = env.reset() >>> for i in range(epochs): ... rollout_td = env.rollout( ... max_steps=100, ... break_when_any_done=False, ... auto_reset=False, ... tensordict=input_td, ... ) ... input_td = step_mdp( ... rollout_td[..., -1], ... )
- set_extra_state(state: Any) None¶
设置加载的 state_dict 中包含的额外状态。
此函数由
load_state_dict()调用，用于处理 state_dict 中找到的任何额外状态。如果需要将额外状态存储在其 state_dict 中，请为您自己的模块实现此函数和相应的get_extra_state()。- 参数:
state (dict) – 来自 state_dict 的额外状态
- set_seed(*args, **kwargs)[source]¶
设置环境的种子，并返回要使用的下一个种子（如果存在单个环境，则为输入种子）。
- 参数:
seed（int）– 要设置的种子。种子仅在环境中本地设置。要处理全局种子，请参阅
manual_seed()。static_seed (bool, optional) – 如果
True，种子不会递增。默认为 False
- 返回:
即，如果同时创建此环境，则应为另一个环境使用的种子。
- 返回类型:
代表“下一个种子”的整数
- set_spec_lock_(mode: bool = True) EnvBase¶
锁定或解锁环境的规范。
- 参数:
mode (bool) – 是否锁定（True）或解锁（False）规范。默认为 True。
- 返回:
环境实例本身。
- 返回类型:
另请参阅
- set_submodule(target: str, module: Module, strict: bool = False) None¶
如果存在，设置由
target给定的子模块，否则抛出错误。注意
如果
strict设置为False（默认值），则该方法将替换现有子模块或在父模块存在的情况下创建新子模块。如果strict设置为True，则该方法将仅尝试替换现有子模块，并在子模块不存在时引发错误。例如，假设您有一个
nn.ModuleA，它看起来像这样A( (net_b): Module( (net_c): Module( (conv): Conv2d(3, 3, 3) ) (linear): Linear(3, 3) ) )（图示显示了一个
nn.ModuleA。A有一个嵌套子模块net_b，它本身有两个子模块net_c和linear。net_c然后有一个子模块conv。）要用新的
Linear子模块覆盖Conv2d，您可以调用set_submodule("net_b.net_c.conv", nn.Linear(1, 1))，其中strict可以是True或False。要将新的
Conv2d子模块添加到现有的net_b模块中，您可以调用set_submodule("net_b.conv", nn.Conv2d(1, 1, 1))。在上面的例子中，如果您设置
strict=True并调用set_submodule("net_b.conv", nn.Conv2d(1, 1, 1), strict=True)，则会引发 AttributeError，因为net_b没有名为conv的子模块。- 参数:
target – 要查找的子模块的完全限定字符串名称。（要指定完全限定字符串，请参阅上面的示例。）
module – 要设置子模块的对象。
strict – 如果为
False，则该方法将替换现有子模块或在父模块存在的情况下创建新子模块。如果为True，则该方法将仅尝试替换现有子模块，并在子模块不存在时引发错误。
- 抛出:
ValueError – 如果
target字符串为空，或者module不是nn.Module的实例。AttributeError – 如果沿
target字符串产生的路径中的任何一点，(子)路径解析为不存在的属性名称或不是nn.Module实例的对象。
- property shape¶
等同于
batch_size。
- state_dict(*args, **kwargs)[source]¶
返回一个字典，其中包含对模块整个状态的引用。
参数和持久缓冲区（例如，运行平均值）都包含在内。键是相应的参数和缓冲区名称。设置为
None的参数和缓冲区不包含在内。注意
返回的对象是浅拷贝。它包含对模块参数和缓冲区的引用。
警告
目前，
state_dict()还按顺序接受destination、prefix和keep_vars的位置参数。但是，这正在被弃用，并且在未来的版本中将强制使用关键字参数。警告
请避免使用参数
destination，因为它不是为最终用户设计的。- 参数:
destination（dict, optional）– 如果提供，模块的状态将被更新到 dict 中，并返回相同的对象。否则，将创建一个
OrderedDict并返回。默认：None。prefix (str, optional) – a prefix added to parameter and buffer names to compose the keys in state_dict. Default:
''。keep_vars（bool, optional）– 默认情况下，在状态字典中返回的
Tensor会与自动微分断开连接。如果将其设置为True，则不会执行断开连接。默认：False。
- 返回:
包含模块整体状态的字典
- 返回类型:
dict
示例
>>> # xdoctest: +SKIP("undefined vars") >>> module.state_dict().keys() ['bias', 'weight']
- property state_keys: list[tensordict._nestedkey.NestedKey]¶
环境的状态键。
默认情况下，只有一个名为“state”的键。
键按数据树的深度排序。
- property state_spec: Composite¶
状态规范。
必须是
Composite实例。此处列出的键应与动作一起作为输入提供给环境。在 TorchRL 中，即使它们不是严格意义上的“状态”，所有不是动作的环境输入都存储在
state_spec中。因此，
"state_spec"应被视为非动作数据的通用环境输入数据容器。示例
>>> from torchrl.envs import BraxEnv >>> for envname in BraxEnv.available_envs: ... break >>> env = BraxEnv(envname) >>> env.state_spec Composite( state: Composite( pipeline_state: Composite( q: UnboundedContinuous( shape=torch.Size([15]), space=None, device=cpu, dtype=torch.float32, domain=continuous), [...], device=cpu, shape=torch.Size([])), device=cpu, shape=torch.Size([])), device=cpu, shape=torch.Size([]))
- property state_spec_unbatched: TensorSpec¶
返回环境的 state 规范，就好像它没有批处理维度一样。
- step(tensordict: TensorDictBase) TensorDictBase¶
在环境中执行一步。
Step 接受一个参数 tensordict，它通常包含一个‘action’键，表示要执行的操作。Step 将调用一个非原地私有方法 _step，这是 EnvBase 子类需要重写的方法。
- 参数:
tensordict（TensorDictBase）– 包含要执行的动作的 tensordict。如果输入 tensordict 包含
"next"条目，其中包含的值将覆盖新计算的值。这提供了一种覆盖底层计算的机制。- 返回:
输入 tensordict，原地修改，包含结果观察、完成状态和奖励（+其他如有需要）。
- step_and_maybe_reset(tensordict: TensorDictBase) tuple[tensordict.base.TensorDictBase, tensordict.base.TensorDictBase]¶
在环境中执行一步，并在需要时（部分）重置它。
- 参数:
tensordict（TensorDictBase）–
step()方法的输入数据结构。
此方法允许轻松编写非停止的 rollout 函数。
示例
>>> from torchrl.envs import ParallelEnv, GymEnv >>> def rollout(env, n): ... data_ = env.reset() ... result = [] ... for i in range(n): ... data, data_ = env.step_and_maybe_reset(data_) ... result.append(data) ... return torch.stack(result) >>> env = ParallelEnv(2, lambda: GymEnv("CartPole-v1")) >>> print(rollout(env, 2)) TensorDict( fields={ done: Tensor(shape=torch.Size([2, 2, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), next: TensorDict( fields={ done: Tensor(shape=torch.Size([2, 2, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([2, 2, 4]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), reward: Tensor(shape=torch.Size([2, 2, 1]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), terminated: Tensor(shape=torch.Size([2, 2, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([2, 2, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([2, 2]), device=cpu, is_shared=False), observation: Tensor(shape=torch.Size([2, 2, 4]), device=cpu, dtype=torch.float32, is_shared=False), terminated: Tensor(shape=torch.Size([2, 2, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False), truncated: Tensor(shape=torch.Size([2, 2, 1]), device=cpu, dtype=torch.bool, is_shared=False)}, batch_size=torch.Size([2, 2]), device=cpu, is_shared=False)
- step_mdp(next_tensordict: TensorDictBase) TensorDictBase¶
使用提供的 next_tensordict 将环境状态推进一步。
此方法通过从当前状态过渡到 next_tensordict 定义的下一个状态来更新环境状态。生成的 tensordict 包含更新后的观察结果和任何其他相关状态信息，其键根据环境规范进行管理。
在内部，此方法使用预先计算的
_StepMDP实例来有效地处理状态、观察、动作、奖励和 done 键的过渡。_StepMDP类通过预先计算要包含和排除的键来优化过程，从而减少重复调用期间的运行时开销。_StepMDP实例使用exclude_action=False创建，这意味着动作键将保留在根 tensordict 中。- 参数:
next_tensordict（TensorDictBase）– 包含下一个时间步环境状态的 tensordict。此 tensordict 应包含观察、动作、奖励和 done 标志的键，具体取决于环境的规范。
- 返回:
一个代表环境状态推进一步后的新 tensordict。
- 返回类型:
TensorDictBase
注意
该方法确保环境的键规范已针对提供的 next_tensordict 进行验证，如果发现不匹配，则会发出警告。
注意
此方法旨在与具有一致键规范的环境高效工作，并利用 _StepMDP 类来最小化开销。
示例
>>> from torchrl.envs import GymEnv >>> env = GymEnv("Pendulum-1") >>> data = env.reset() >>> for i in range(10): ... # compute action ... env.rand_action(data) ... # Perform action ... next_data = env.step(reset_data) ... data = env.step_mdp(next_data)
- to(device: Union[device, str, int])[源代码]¶
移动和/或转换参数和缓冲区。
这可以这样调用
- to(device=None, dtype=None, non_blocking=False)[源代码]
- to(dtype, non_blocking=False)[源代码]
- to(tensor, non_blocking=False)[源代码]
- to(memory_format=torch.channels_last)[源代码]
其签名与
torch.Tensor.to()类似，但只接受浮点或复数dtype。此外，此方法只会将浮点或复数参数和缓冲区转换为dtype（如果已给出）。整数参数和缓冲区将被移动到device，如果已给出，但 dtype 不变。当设置non_blocking时，它会尝试与主机异步转换/移动（如果可能），例如将具有固定内存的 CPU Tensor 移动到 CUDA 设备。有关示例，请参阅下文。
注意
此方法就地修改模块。
- 参数:
device (
torch.device) – 此模块中的参数和缓冲区的目标设备dtype (
torch.dtype) – 此模块中的参数和缓冲区的目标浮点或复数 dtypetensor (torch.Tensor) – 此模块中所有参数和缓冲区的目标 dtype 和设备所对应的 Tensor
memory_format (
torch.memory_format) – 此模块中 4D 参数和缓冲区的目标内存格式（仅关键字参数）
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
示例
>>> # xdoctest: +IGNORE_WANT("non-deterministic") >>> linear = nn.Linear(2, 2) >>> linear.weight Parameter containing: tensor([[ 0.1913, -0.3420], [-0.5113, -0.2325]]) >>> linear.to(torch.double) Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) >>> linear.weight Parameter containing: tensor([[ 0.1913, -0.3420], [-0.5113, -0.2325]], dtype=torch.float64) >>> # xdoctest: +REQUIRES(env:TORCH_DOCTEST_CUDA1) >>> gpu1 = torch.device("cuda:1") >>> linear.to(gpu1, dtype=torch.half, non_blocking=True) Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) >>> linear.weight Parameter containing: tensor([[ 0.1914, -0.3420], [-0.5112, -0.2324]], dtype=torch.float16, device='cuda:1') >>> cpu = torch.device("cpu") >>> linear.to(cpu) Linear(in_features=2, out_features=2, bias=True) >>> linear.weight Parameter containing: tensor([[ 0.1914, -0.3420], [-0.5112, -0.2324]], dtype=torch.float16) >>> linear = nn.Linear(2, 2, bias=None).to(torch.cdouble) >>> linear.weight Parameter containing: tensor([[ 0.3741+0.j, 0.2382+0.j], [ 0.5593+0.j, -0.4443+0.j]], dtype=torch.complex128) >>> linear(torch.ones(3, 2, dtype=torch.cdouble)) tensor([[0.6122+0.j, 0.1150+0.j], [0.6122+0.j, 0.1150+0.j], [0.6122+0.j, 0.1150+0.j]], dtype=torch.complex128)
- to_empty(*, device: Optional[Union[int, str, device]], recurse: bool = True) T¶
将参数和缓冲区移动到指定设备，而不复制存储。
- 参数:
device (
torch.device) – 此模块中的参数和缓冲区的目标设备。recurse (bool) – 是否递归地将子模块的参数和缓冲区移动到指定设备。
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- train(mode: bool = True) T¶
将模块设置为训练模式。
这只对某些模块有影响。有关它们在训练/评估模式下的行为详情，请参阅特定模块的文档，例如
Dropout、BatchNorm等。- 参数:
mode (bool) – 设置为训练模式（
True）或评估模式（False）。默认为True。- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- type(dst_type: Union[dtype, str]) T¶
将所有参数和缓冲区转换为
dst_type。注意
此方法就地修改模块。
- 参数:
dst_type (type or string) – 目标类型
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- update_kwargs(kwargs: dict | list[dict]) None¶
通过给定的字典或字典列表来更新每个环境的 kwargs。
- 参数:
kwargs (dict 或 list of dict) – 用于环境的新 kwargs
- xpu(device: Optional[Union[int, device]] = None) T¶
将所有模型参数和缓冲区移动到 XPU。
这也会使关联的参数和缓冲区成为不同的对象。因此，如果模块在优化时将驻留在 XPU 上，则应在构建优化器之前调用它。
注意
此方法就地修改模块。
- 参数:
device (int, optional) – 如果指定，所有参数将复制到该设备
- 返回:
self
- 返回类型:
模块
- zero_grad(set_to_none: bool = True) None¶
重置所有模型参数的梯度。
有关更多上下文，请参阅
torch.optim.Optimizer下的类似函数。- 参数:
set_to_none (bool) – 设置为 None，而不是设置为零。有关详细信息，请参阅
torch.optim.Optimizer.zero_grad()。
