3 前向传播🥝
3.1 前情提要
上一篇：【一起撸个DL框架】2 节点与计算图的搭建
在上一节中，我们定义了加法节点和变量节点类，搭建计算图并实现了加法功能。但还有一个小问题，那就是节点类的定义中，只有父节点有值时，才能调用compute()方法计算本节点的值。而当存在多个节点串联时，就无法直接调用结果节点的compute()方法。因此，这一节我们将采用递归来解决这个问题。
3.2 前向传播：递归的forward方法
我们只需要修改Node类，在其中添加一个forword()方法。当父节点的值为空时，递归地调用forward()计算节点的值，然后再调用compute()计算本节点的值。
class Node: def __init__(self, parent1=None, parent2=None) -> None: self.parent1 = parent1 self.parent2 = parent2 self.value = None def set_value(self, value): self.value = value def compute(self): pass def forward(self): for parent in [self.parent1, self.parent2]: if parent.value is None: parent.forward() self.compute() return self.value
然后，我们就可以使用修改过的节点类，搭建出图1中的计算图，并计算节点add2的值。
if __name__ == '__main__': # 搭建计算图 x1 = Varrible() x2 = Varrible() add1 = Add(x1, x2) x3 = Varrible() add2 = Add(add1, x3) # 输入 x1.set_value(int(input('请输入x1：'))) x2.set_value(int(input('请输入x2：'))) x3.set_value(int(input('请输入x3：'))) # 前向传播 y = add2.forward() print(y)
运行代码效果如下：
请输入x1：1 请输入x2：2 请输入x3：3 6
3.3 再添乘法节点：搭建函数y=2x+1
函数y = 2 x + 1 y=2x+1y=2x+1的计算图如图2所示，与图1很相似，只是其中一个加法节点换成了乘法节点。但不同之处是，在函数y = 2 x + 1 y=2x+1y=2x+1的计算图中，只有x一个自变量，其余变量节点称为参数。
乘法节点类的实现与加法节点差不多，如下所示：
class Mul(Node): def __init__(self, parent1=None, parent2=None) -> None: super().__init__(parent1, parent2) def compute(self): self.value = self.parent1.value * self.parent2.value
下面是图2中计算图的搭建：
if __name__ == '__main__': # 搭建计算图 w = Varrible() x = Varrible() mul = Mul(w, x) b = Varrible() add = Add(mul, b) # 输入 w.set_value(2) b.set_value(1) x.set_value(int(input('请输入x：'))) # 前向传播 y = add.forward() print(y)
请输入x：2 5
3.4 小结
这一节的内容比较简单，我们用递归实现了前向传播，并搭建了一个一次函数：y = 2 x + 1
