torch.utils.data.DataLoader与迭代器转换的方法

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在做实验时，我们常常会使用用开源的数据集进行测试。而Pytorch中内置了许多数据集，这些数据集我们常常使用DataLoader类进行加载。
如下面这个我们使用DataLoader类加载torch.vision中的FashionMNIST数据集。

from torch.utils.data import DataLoaderfrom torchvision import datasetsfrom torchvision.transforms import ToTensorimport matplotlib.pyplot as plttraining_data = datasets.FashionMNIST(    root="data",    train=True,    download=True,    transform=ToTensor())test_data = datasets.FashionMNIST(    root="data",    train=False,    download=True,    transform=ToTensor())

我们接下来定义Dataloader对象用于加载这两个数据集：

train_dataloader = DataLoader(training_data, batch_size=64, shuffle=True)test_dataloader = DataLoader(test_data, batch_size=64, shuffle=True)

那么这个train_dataloader究竟是什么类型呢？

print(type(train_dataloader))  # 

我们可以将先其转换为迭代器类型。

print(type(iter(train_dataloader)))# 

然后再使用next(iter(train_dataloader))从迭代器里取数据，如下所示：

train_features, train_labels = next(iter(train_dataloader))print(f"Feature batch shape: {train_features.size()}")print(f"Labels batch shape: {train_labels.size()}")img = train_features[0].squeeze()label = train_labels[0]plt.imshow(img, cmap="gray")plt.show()print(f"Label: {label}")

可以看到我们成功获取了数据集中第一张图片的信息，控制台打印：

Feature batch shape: torch.Size([64, 1, 28, 28])Labels batch shape: torch.Size([64])Label: 2

图片可视化显示如下：

不过有读者可能就会产生疑问，很多时候我们并没有将DataLoader类型强制转换成迭代器类型呀，大多数时候我们会写如下代码：

for train_features, train_labels in train_dataloader:     print(train_features.shape) # torch.Size([64, 1, 28, 28])    print(train_features[0].shape) # torch.Size([1, 28, 28])    print(train_features[0].squeeze().shape) # torch.Size([28, 28])        img = train_features[0].squeeze()    label = train_labels[0]    plt.imshow(img, cmap="gray")    plt.show()    print(f"Label: {label}")

可以看到，该代码也能够正常迭代训练数据，前三个样本的控制台打印输出为：

torch.Size([64, 1, 28, 28])torch.Size([1, 28, 28])torch.Size([28, 28])Label: 7torch.Size([64, 1, 28, 28])torch.Size([1, 28, 28])torch.Size([28, 28])Label: 4torch.Size([64, 1, 28, 28])torch.Size([1, 28, 28])torch.Size([28, 28])Label: 1

那么为什么我们这里没有显式将Dataloader转换为迭代器类型呢，其实是Python语言for循环的一种机制，一旦我们用for ... in ...句式来迭代一个对象，那么Python解释器就会偷偷地自动帮我们创建好迭代器，也就是说

for train_features, train_labels in train_dataloader:

实际上等同于

for train_features, train_labels in iter(train_dataloader):

更进一步，这实际上等同于

train_iterator = iter(train_dataloader)try:    while True:        train_features, train_labels = next(train_iterator)except StopIteration:    pass

推而广之，我们在用Python迭代直接迭代列表时：

for x in [1, 2, 3, 4]:

其实Python解释器已经为我们隐式转换为迭代器了：

list_iterator = iter([1, 2, 3, 4])try:    while True:        x = next(list_iterator)except StopIteration:    pass

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