TensorFlow进阶（三）---变量的创建、初始化

变量的的创建、初始化、保存和加载

其实变量的作用在语言中相当，都有存储一些临时值的作用或者长久存储。在Tensorflow中当训练模型时，用变量来存储和更新参数。变量包含张量（Tensor）存放于内存的缓存区。建模时它们需要被明确地初始化，模型训练后它们必须被存储到磁盘。值可在之后模型训练和分析是被加载。

Variable类

tf.Variable.init(initial_value, trainable=True, collections=None, validate_shape=True, name=None)

创建一个带值的新变量initial_value

• initial_value:A Tensor或Python对象可转换为a Tensor.变量的初始值.必须具有指定的形状,除非 validate_shape设置为False.

• trainable:如果True，默认值也将该变量添加到图形集合GraphKeys.TRAINABLE_VARIABLES,该集合用作Optimizer类要使用的变量的默认列表

• collections:图表集合键列表,新变量添加到这些集合中.默认为[GraphKeys.VARIABLES]

• validate_shape:如果False允许使用未知形状的值初始化变量,如果True，默认形状initial_value必须提供.

• name:变量的可选名称,默认'Variable'并自动获取

变量的创建

创建当一个变量时，将你一个张量作为初始值传入构造函数Variable().TensorFlow提供了一系列操作符来初始化张量，值初始的英文常量或是随机值。像任何一样Tensor，创建的变量Variable()可以用作图中其他操作的输入。此外，为Tensor该类重载的所有运算符都被转载到变量中，因此您也可以通过对变量进行算术来将节点添加到图形中。

x = tf.Variable(5.0,name="x")
weights = tf.Variable(tf.random_normal([784, 200], stddev=0.35),name="weights")
biases = tf.Variable(tf.zeros([200]), name="biases")

调用tf.Variable()向图中添加了几个操作：

• 一个variable op保存变量值。
• 初始化器op将变量设置为其初始值。这实际上是一个tf.assign操作。
• 初始值的ops，例如 示例中biases变量的zeros op 也被添加到图中。

变量的初始化

• 变量的初始化必须在模型的其它操作运行之前先明确地完成。最简单的方法就是添加一个给所有变量初始化的操作，并在使用模型之前首先运行那个操作。最常见的初始化模式是使用便利函数 initialize_all_variables()将Op添加到初始化所有变量的图形中。

init_op = tf.global_variables_initializer()
 
with tf.Session() as sess:
  sess.run(init_op)

• 还可以通过运行其初始化函数op来初始化变量，从保存文件还原变量，或者简单地运行assign向变量分配值的Op。实际上，变量初始化器op只是一个assignOp，它将变量的初始值赋给变量本身。assign是一个方法，后面方法的时候会提到

with tf.Session() as sess:
    sess.run(w.initializer)

通过另一个变量赋值

你有时候会需要用另一个变量的初始化值给当前变量初始化，由于tf.global_variables_initializer()初始化所有变量，所以需要注意这个方法的使用。

就是将已初始化的变量的值赋值给另一个新变量！

weights = tf.Variable(tf.random_normal([784, 200], stddev=0.35),name="weights")
 
w2 = tf.Variable(weights.initialized_value(), name="w2")
 
w_twice = tf.Variable(weights.initialized_value() * 0.2, name="w_twice")

所有变量都会自动收集到创建它们的图形中。默认情况下，构造函数将新变量添加到图形集合GraphKeys.GLOBAL_VARIABLES。方便函数 global_variables()返回该集合的内容。

属性

name

返回变量的名字

weights = tf.Variable(tf.random_normal([784, 200], stddev=0.35),name="weights")
print(weights.name)

op

返回op操作

weights = tf.Variable(tf.random_normal([784, 200], stddev=0.35))
print(weights.op)

方法

assign

为变量分配一个新值。

x = tf.Variable(5.0,name="x")
w.assign(w + 1.0)

eval

在会话中，计算并返回此变量的值。这不是一个图形构造方法，它不会向图形添加操作。方便打印结果

v = tf.Variable([1, 2])
init = tf.global_variables_initializer()
 
with tf.Session() as sess:
    sess.run(init)
 
    # 指定会话
    print(v.eval(sess))
    # 使用默认会话
    print(v.eval())

变量的静态形状与动态形状

TensorFlow中，张量具有静态（推测）形状和动态（真实）形状

• 静态形状：

创建一个张量或者由操作推导出一个张量时,初始状态的形状

• tf.Tensor.get_shape:获取静态形状
• tf.Tensor.set_shape():更新Tensor对象的静态形状，通常用于在不能直接推断的情况下

• 动态形状：

一种描述原始张量在执行过程中的一种形状

• tf.shape(tf.Tensor):如果在运行的时候想知道None到底是多少,只能通过tf.shape(tensor)[0]这种方式来获得
• tf.reshape:创建一个具有不同动态形状的新张量

要点

1、转换静态形状的时候，1-D到1-D，2-D到2-D，不能跨阶数改变形状

2、 对于已经固定或者设置静态形状的张量／变量，不能再次设置静态形状

3、tf.reshape()动态创建新张量时，元素个数不能不匹配

4、运行时候，动态获取张量的形状值，只能通过tf.shape(tensor)[]

管理图中收集的变量

tf.global_variables()

返回图中收集的所有变量

weights = tf.Variable(tf.random_normal([784, 200], stddev=0.35))
 
print(tf.global_variables())