TensorFlow入门极简教程（一）

一、 TensorFlow 模型   

TensorFlow的命名来源于本身的运行原理。tensor（张量）表示的是N维数组，Flow(流)意味着基于数据流图的计算。

    Tensorflow是张量从图像的一端流动到另一端的计算（编程模型）。

二、 模型的运行机制
    TensorFlow的运行机制属于“定义”与“运行”相分离的。从操作来看分两层：模型构建和模型运行

    模型构建所需概念如下：

 

 

三、 实例

   1. session的作用，以及使用例子

# -*- coding: utf-8 -*-
# !/usr/bin/env python
# @Time    : 2019/5/15 11:32
# @Author  : xhh
# @Desc    :  session的演示
# @File    : tensor_tf4.py
# @Software: PyCharm
 
import tensorflow as tf
 
hello = tf.constant('hello, tensorflow')  # 定义一个常量
sess = tf.Session()  # 建立一个session
print(sess.run(hello))  # 通过sess中的run函数来运行结果
sess.close()  # 关闭session

2. with session的使用
with session是我们以后会经常用的，他沿用了python中的with用法，当程序结束之后会自动关闭session，二不需要在手动的close

例：使用with session方法建立session，并在session中计算两个变量（3和4）的相加与相乘值

import tensorflow as tf
 
a = tf.constant(3)  # 定义常量3
b = tf.constant(4)  # 定义常量4
with tf.Session() as sess:   # 建立session
    print("相加： %i"%sess.run(a+b))
    print("相乘： %i"%sess.run(a*b))

4. 保存/载入线性回归模型

import tensorflow as tf
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
 
plotdata = {"batchsize":[], "loss":[]}
 
def moving_average(a, w=10):
    if len(a)<w:
        return a[:]
    return [val if idx < w else sum(a[(idx-w):idx])/w for idx, val in enumerate(a)]
 
#  模拟数据
train_X = np.linspace(-1, 1, 100)
train_Y = 2*train_X + np.random.randn(*train_X.shape)*0.3  # 加入了噪声
 
# 图形展示
plt.plot(train_X,train_Y,'ro',label="original data") # label数据标签
plt.legend()
plt.show()
 
tf.reset_default_graph()  # 重置会话
 
# 创建模型
# 占位符
X = tf.placeholder("float")
Y = tf.placeholder("float")
# 模型参数
W = tf.Variable(tf.random_normal([1]), name="weight")
b = tf.Variable(tf.zeros([1]), name="bias")
 
# 前向结构
z = tf.multiply(X, W) +b
 
# 反向优化
cost = tf.reduce_mean(tf.square(Y-z))
learning_rate = 0.01
optimizer = tf.train.GradientDescentOptimizer(learning_rate).minimize(cost)
 
# 初始化变量
init = tf.global_variables_initializer()
# 参数设置
training_epochs = 20
display_step = 2
saver = tf.train.Saver() # 模型生成，并保存
savedir = "log/"
 
# 启动session
with tf.Session() as sess:
    sess.run(init)
 
    for epoch in range(training_epochs):
        for (x, y) in zip(train_X,train_Y):
            sess.run(optimizer, feed_dict={X:x, Y:y})
 
        # 显示训练中的详细信息
        if epoch % display_step == 0:
            loss = sess.run(cost, feed_dict={X:train_X, Y:train_Y})
            print("Epoch:",epoch+1,"cost=", loss,"W=",sess.run(W),"b=",sess.run(b))
            if not (loss=="NA"):
                plotdata["batchsize"].append(epoch)
                plotdata["loss"].append(loss)
 
        print("finished!")
        saver.save(sess, savedir+"linermodel.cpkt")
        print("cost=",sess.run(cost, feed_dict={X:train_X, Y:train_Y}),"W=", sess.run(W),"b=",sess.run(b))
 
        # 图形显示
        plt.plot(train_X, train_Y, 'ro', label='Original data')
        plt.plot(train_X, sess.run(W) * train_X + sess.run(b), label='Fitted line')
        plt.legend()
        plt.show()
 
        plotdata["avgloss"] = moving_average(plotdata["loss"])
        plt.figure(1)
        plt.subplot(211)
        plt.plot(plotdata["batchsize"], plotdata["avgloss"], 'b--')
        plt.xlabel('Minibatch number')
        plt.ylabel('Loss')
        plt.title('Minibatch run vs. Training loss')
        plt.show()