PyTorch中實現開立方

技術背景

在PyTorch中，沒有直接實現cbrt這一算子。這個算子是用于計算一個數的開立方，例如，最簡單的-8開立方就是-2。但這里有個問題是，在PyTorch中，因為沒有cbrt算子，如果直接用冪次計算去操作數字，就有可能出現問題。

代碼示例

首先看一下numpy做開立方的代碼示例：

In [1]: import numpy as npIn [2]: a = np.array(-8, np.float32)In [3]: a**(1/3)
<ipython-input-3-f6e83d4e282e>:1: RuntimeWarning: invalid value encountered in powera**(1/3)
Out[3]: np.float32(nan)In [4]: np.cbrt(a)
Out[4]: np.float32(-2.0)

在這個示例中，如果直接開立方，結果會是一個nan，很明顯不是我們想要的一個結果。而cbrt是一個單獨實現的開立方算子，可以支持負數的輸入，計算結果也是正確的。在PyTorch的場景下，只能用冪次運算：

In [1]: import torch as tcIn [2]: a=tc.tensor(-8,dtype=tc.float32)In [3]: a**(1/3)
Out[3]: tensor(nan)

這樣得到的結果是錯誤的。因此需要我們自己實現一個cbrt函數：

In [1]: import torch as tcIn [2]: cbrt=lambda x: tc.sign(x)*tc.abs(x)**(1/3)In [3]: a=tc.tensor(-8,dtype=tc.float32)In [4]: cbrt(a)
Out[4]: tensor(-2.)

其實邏輯也比較簡單，就是先把符號提取出來，然后再轉化為正數正常計算就好了。

總結概要

本文介紹了在PyTorch中直接使用冪次函數計算有可能導致的計算結果異常的問題。由于PyTorch中并未像Numpy和MindSpore一樣直接支持cbrt開立方函數，因此這里也提供了一個在PyTorch中計算開立方的函數。

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