TensorFlow 的计算图(Graph)是构建模型的核心,掌握其高级特性能显著提升开发效率。以下是关键概念解析:

1. 计算图结构

  • 节点类型Tensor(张量)表示数据,Operation(操作)表示计算逻辑
  • 图构建方式:使用 tf.Graph() 创建图,通过 sess = tf.Session(graph=graph) 指定会话
  • 可视化工具TensorBoard 可用于分析图结构
计算图_结构

2. 变量与占位符

  • 变量:通过 tf.Variable() 定义,需显式初始化(如 tf.zeros()
  • 占位符:使用 tf.placeholder() 输入数据,常见于训练与推理分离场景
  • 变量作用域tf.variable_scope() 可避免命名冲突,如 with tf.variable_scope("layer1"):
变量_声明

3. 控制流操作

  • 条件判断tf.cond() 实现 if-else 逻辑
  • 循环结构tf.while_loop() 支持动态迭代
  • 梯度控制tf.stop_gradient() 可阻止反向传播
控制流_示意图

4. 优化器与训练

  • 梯度下降tf.train.GradientDescentOptimizer() 基础优化方法
  • 自定义优化:通过 tf.train.Optimizer 子类实现特定策略
  • 分布式训练tf.distribute.MirroredStrategy 支持多GPU协作
优化器_原理

扩展阅读 📚

📌 注意:实际开发中,建议结合 tf.function 将计算图转换为可执行的函数形式。