Création de tenseurs

Cette leçon porte sur la création de tenseurs à l'aide de TensorFlow. TensorFlow propose de nombreuses méthodes pour initialiser des tenseurs. À la fin de cette leçon, vous maîtriserez la génération de tenseurs pour un large éventail d'applications.

Initialisateurs de tenseurs de base

tf.constant() : méthode la plus simple pour créer un tenseur. Comme son nom l'indique, les tenseurs initialisés avec cette méthode contiennent des valeurs constantes et sont immuables ;


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import tensorflow as tf

# Create a 2x2 constant tensor
tensor_const = tf.constant([[1, 2], [3, 4]])
print(tensor_const)

tf.Variable() : contrairement à tf.constant(), un tenseur défini avec tf.Variable() est mutable. Cela signifie que sa valeur peut être modifiée, ce qui le rend idéal pour des paramètres entraînables dans les modèles ;


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import tensorflow as tf

# Create a variable tensor
tensor_var = tf.Variable([[1, 2], [3, 4]])
print(tensor_var)

tf.zeros() : créer un tenseur rempli de zéros ;


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import tensorflow as tf

# Zero tensor of shape (3, 3)
tensor_zeros = tf.zeros((3, 3))
print(tensor_zeros)

tf.ones() : à l'inverse, cela crée un tenseur rempli de uns ;


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import tensorflow as tf

# Ones tensor of shape (2, 2)
tensor_ones = tf.ones((2, 2))
print(tensor_ones)

tf.fill() : crée un tenseur rempli d'une valeur spécifique ;


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import tensorflow as tf

# Tensor of shape (2, 2) filled with 6
tensor_fill = tf.fill((2, 2), 6)
print(tensor_fill)

tf.linspace() et tf.range() : idéals pour créer des séquences ;


              123456789
            
import tensorflow as tf

# Generate a sequence of numbers starting from 0, ending at 9
tensor_range = tf.range(10)
print(tensor_range)

# Create 5 equally spaced values between 0 and 10
tensor_linspace = tf.linspace(0, 10, 5)
print(tensor_linspace)

tf.random : génère des tenseurs avec des valeurs aléatoires. Plusieurs distributions et fonctions sont disponibles dans ce module, telles que tf.random.normal() pour des valeurs issues d'une distribution normale, et tf.random.uniform() pour des valeurs issues d'une distribution uniforme.

Remarque

Vous pouvez également définir une graine fixe afin d'obtenir des résultats cohérents à chaque génération de nombre aléatoire en utilisant tf.random.set_seed(). Cependant, notez qu'en procédant ainsi, vous obtiendrez le même nombre pour toute génération aléatoire dans TensorFlow.

Si vous souhaitez obtenir des nombres cohérents uniquement pour une commande spécifique, vous pouvez fournir un argument seed à cette commande avec la valeur de graine souhaitée.


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import tensorflow as tf

# Set random seed
tf.random.set_seed(72)

# Tensor of shape (2, 2) with random values normally distributed 
# (by default `mean=0` and `std=1`)
tensor_random = tf.random.normal((2, 2), mean=4, stddev=0.5)
print(tensor_random)

# Tensor of shape (2, 2) with random values uniformly distributed 
# (by default `min=0` and `max=1`)
tensor_random = tf.random.uniform((2, 2), minval=-2, maxval=2)
print(tensor_random)

Conversion entre structures de données

Les tenseurs TensorFlow peuvent être convertis facilement vers et depuis des structures de données Python familières.

Depuis les tableaux Numpy : Les tenseurs TensorFlow et les tableaux Numpy sont très interopérables. Utiliser tf.convert_to_tensor() ;


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import numpy as np
import tensorflow as tf

# Create a NumPy array based on a Python list
numpy_array = np.array([[1, 2], [3, 4]])

# Convert a NumPy array to a tensor
tensor_from_np = tf.convert_to_tensor(numpy_array)

print(tensor_from_np)

À partir des DataFrames Pandas : pour ceux qui apprécient l’analyse de données avec Pandas, la conversion d’un DataFrame ou d’une Series en tenseur TensorFlow est simple. Utiliser également tf.convert_to_tensor() ;


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import pandas as pd
import tensorflow as tf

# Create a DataFrame based on dictionary
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2], 'B': [3, 4]})

# Convert a DataFrame to a tensor
tensor_from_df = tf.convert_to_tensor(df.values)

print(tensor_from_df)

Remarque

Toujours vérifier que les types de données de vos structures d’origine (tableaux Numpy ou DataFrames Pandas) sont compatibles avec les types de données des tenseurs TensorFlow. En cas d’incompatibilité, envisager un transtypage.

Conversion d'un tenseur constant en Variable : il est possible d'initialiser une Variable à l'aide de différentes méthodes de création de tenseurs telles que tf.ones(), tf.linspace(), tf.random, etc. Il suffit de passer la fonction ou le tenseur préexistant à tf.Variable().


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import tensorflow as tf

# Create a variable from a tensor
tensor = tf.random.normal((2, 3))
variable_1 = tf.Variable(tensor)

# Create a variable based on other generator
variable_2 = tf.Variable(tf.zeros((2, 2)))

# Display tensors
print(variable_1)
print('-' * 50)
print(variable_2)

Pour améliorer la création de tenseurs, il est recommandé de s'exercer avec différentes formes et valeurs. Pour plus de détails sur des commandes spécifiques, consulter la documentation TensorFlow. Elle contient toutes les informations nécessaires sur chaque commande ou module de la bibliothèque.

Tâche

Swipe to start coding

Votre tâche consiste à créer, modifier et convertir divers tenseurs à l'aide de TensorFlow.

Partie 1 — Initialisation des tenseurs

Créez un tenseur nommé tensor_A de forme (3, 3) dont tous les éléments sont égaux à 5.
Créez un tenseur mutable nommé tensor_B de forme (2, 3) avec les valeurs de votre choix.
Créez un tenseur nommé tensor_C de forme (3, 3) rempli de zéros.
Créez un tenseur nommé tensor_D de forme (4, 4) rempli de uns.
Créez un tenseur nommé tensor_E avec 5 valeurs espacées linéairement entre 3 et 15.
Créez un tenseur nommé tensor_F avec des valeurs aléatoires et de forme (2, 2).

Partie 2 — Conversions

Convertissez le tableau NumPy np_array en un tenseur TensorFlow nommé tensor_from_array.
Convertissez le DataFrame df en un tenseur TensorFlow nommé tensor_from_dataframe.

Remarque

Utilisez les fonctions TensorFlow les plus appropriées pour chaque opération :
tf.fill() pour les tenseurs avec une seule valeur répétée ;
tf.Variable() pour les tenseurs mutables ;
tf.zeros() / tf.ones() pour les tenseurs remplis de zéros ou de uns ;
tf.linspace() pour les tenseurs à valeurs espacées linéairement ;
tf.random.normal() pour les tenseurs aléatoires ;
Utilisez tf.convert_to_tensor() pour les conversions à partir de tableaux NumPy ou de DataFrames pandas ;
Évitez d'utiliser tf.constant() — privilégiez les fonctions spécifiques listées ci-dessus.

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Initialisateurs de tenseurs de base

tf.constant() : méthode la plus simple pour créer un tenseur. Comme son nom l'indique, les tenseurs initialisés avec cette méthode contiennent des valeurs constantes et sont immuables ;


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import tensorflow as tf

# Create a 2x2 constant tensor
tensor_const = tf.constant([[1, 2], [3, 4]])
print(tensor_const)

tf.Variable() : contrairement à tf.constant(), un tenseur défini avec tf.Variable() est mutable. Cela signifie que sa valeur peut être modifiée, ce qui le rend idéal pour des paramètres entraînables dans les modèles ;


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import tensorflow as tf

# Create a variable tensor
tensor_var = tf.Variable([[1, 2], [3, 4]])
print(tensor_var)

tf.zeros() : créer un tenseur rempli de zéros ;


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import tensorflow as tf

# Zero tensor of shape (3, 3)
tensor_zeros = tf.zeros((3, 3))
print(tensor_zeros)

tf.ones() : à l'inverse, cela crée un tenseur rempli de uns ;


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import tensorflow as tf

# Ones tensor of shape (2, 2)
tensor_ones = tf.ones((2, 2))
print(tensor_ones)

tf.fill() : crée un tenseur rempli d'une valeur spécifique ;


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import tensorflow as tf

# Tensor of shape (2, 2) filled with 6
tensor_fill = tf.fill((2, 2), 6)
print(tensor_fill)

tf.linspace() et tf.range() : idéals pour créer des séquences ;


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import tensorflow as tf

# Generate a sequence of numbers starting from 0, ending at 9
tensor_range = tf.range(10)
print(tensor_range)

# Create 5 equally spaced values between 0 and 10
tensor_linspace = tf.linspace(0, 10, 5)
print(tensor_linspace)

tf.random : génère des tenseurs avec des valeurs aléatoires. Plusieurs distributions et fonctions sont disponibles dans ce module, telles que tf.random.normal() pour des valeurs issues d'une distribution normale, et tf.random.uniform() pour des valeurs issues d'une distribution uniforme.

Remarque

Si vous souhaitez obtenir des nombres cohérents uniquement pour une commande spécifique, vous pouvez fournir un argument seed à cette commande avec la valeur de graine souhaitée.


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import tensorflow as tf

# Set random seed
tf.random.set_seed(72)

# Tensor of shape (2, 2) with random values normally distributed 
# (by default `mean=0` and `std=1`)
tensor_random = tf.random.normal((2, 2), mean=4, stddev=0.5)
print(tensor_random)

# Tensor of shape (2, 2) with random values uniformly distributed 
# (by default `min=0` and `max=1`)
tensor_random = tf.random.uniform((2, 2), minval=-2, maxval=2)
print(tensor_random)

Conversion entre structures de données

Les tenseurs TensorFlow peuvent être convertis facilement vers et depuis des structures de données Python familières.

Depuis les tableaux Numpy : Les tenseurs TensorFlow et les tableaux Numpy sont très interopérables. Utiliser tf.convert_to_tensor() ;


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import numpy as np
import tensorflow as tf

# Create a NumPy array based on a Python list
numpy_array = np.array([[1, 2], [3, 4]])

# Convert a NumPy array to a tensor
tensor_from_np = tf.convert_to_tensor(numpy_array)

print(tensor_from_np)

À partir des DataFrames Pandas : pour ceux qui apprécient l’analyse de données avec Pandas, la conversion d’un DataFrame ou d’une Series en tenseur TensorFlow est simple. Utiliser également tf.convert_to_tensor() ;


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import pandas as pd
import tensorflow as tf

# Create a DataFrame based on dictionary
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2], 'B': [3, 4]})

# Convert a DataFrame to a tensor
tensor_from_df = tf.convert_to_tensor(df.values)

print(tensor_from_df)

Remarque

Conversion d'un tenseur constant en Variable : il est possible d'initialiser une Variable à l'aide de différentes méthodes de création de tenseurs telles que tf.ones(), tf.linspace(), tf.random, etc. Il suffit de passer la fonction ou le tenseur préexistant à tf.Variable().


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import tensorflow as tf

# Create a variable from a tensor
tensor = tf.random.normal((2, 3))
variable_1 = tf.Variable(tensor)

# Create a variable based on other generator
variable_2 = tf.Variable(tf.zeros((2, 2)))

# Display tensors
print(variable_1)
print('-' * 50)
print(variable_2)

Tâche

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Votre tâche consiste à créer, modifier et convertir divers tenseurs à l'aide de TensorFlow.

Partie 1 — Initialisation des tenseurs

Créez un tenseur nommé tensor_A de forme (3, 3) dont tous les éléments sont égaux à 5.
Créez un tenseur mutable nommé tensor_B de forme (2, 3) avec les valeurs de votre choix.
Créez un tenseur nommé tensor_C de forme (3, 3) rempli de zéros.
Créez un tenseur nommé tensor_D de forme (4, 4) rempli de uns.
Créez un tenseur nommé tensor_E avec 5 valeurs espacées linéairement entre 3 et 15.
Créez un tenseur nommé tensor_F avec des valeurs aléatoires et de forme (2, 2).

Partie 2 — Conversions

Convertissez le tableau NumPy np_array en un tenseur TensorFlow nommé tensor_from_array.
Convertissez le DataFrame df en un tenseur TensorFlow nommé tensor_from_dataframe.

Remarque

Utilisez les fonctions TensorFlow les plus appropriées pour chaque opération :
tf.fill() pour les tenseurs avec une seule valeur répétée ;
tf.Variable() pour les tenseurs mutables ;
tf.zeros() / tf.ones() pour les tenseurs remplis de zéros ou de uns ;
tf.linspace() pour les tenseurs à valeurs espacées linéairement ;
tf.random.normal() pour les tenseurs aléatoires ;
Utilisez tf.convert_to_tensor() pour les conversions à partir de tableaux NumPy ou de DataFrames pandas ;
Évitez d'utiliser tf.constant() — privilégiez les fonctions spécifiques listées ci-dessus.

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Partie 1 — Initialisation des tenseurs

Partie 2 — Conversions

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