张量的连续性、contiguous函数

        在pytorch中，tensor的实际数据以一维数组（storage）的形式存储于某个连续的内存中，以“行优先”进行存储。

tensor的连续性

         tensor连续（contiguous）是指tensor的storage元素排列顺序与其按行优先时的元素排列顺序相同。如下图所示：

        上图中，tensor b是tensor a经过转置而来的，即使用了 tensor.t() 方法。

        出现不连续现象，本质上是由于pytorch中不同tensor可能共用同一个storage导致的。
    pytorch的很多操作都会导致tensor不连续，如tensor.transpose()（tensor.t()）、tensor.narrow()、tensor.expand()。
        以转置为例，因为转置操作前后共用同一个storage，但显然转置后的tensor按照行优先排列成1维后与原storage不同了，因此转置后结果属于不连续（见下例）。

2. tensor.is_contiguous()

   is_contiguous直观的解释是Tensor底层一维数组元素的存储顺序与Tensor按行优先一维展开的元素顺序是否一致。

        如果想要变得连续使用contiguous方法，如果Tensor不是连续的，则会重新开辟一块内存空间保证数据是在内存中是连续的；如果Tensor是连续的，则contiguous无操作。

        tensor.is_contiguous()用于判断tensor是否连续，以转置为例说明：

import torch
a = torch.tensor([[1, 2, 3],
                  [4, 5, 6],
                  [7, 8, 9]])
print(a)
print(a.storage())
print(a.is_contiguous())  # a是连续的
"""
tensor([[1, 2, 3],
        [4, 5, 6],
        [7, 8, 9]])
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
[torch.LongStorage of size 9]
True
"""
 
b = a.t()  # b是a的转置
print(b)
print(b.storage())
print(b.is_contiguous())  # b是不连续的
"""
tensor([[1, 4, 7],
        [2, 5, 8],
        [3, 6, 9]])
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
[torch.LongStorage of size 9]
False
"""

3. tensor不连续的后果

        tensor不连续会导致某些操作无法进行，比如view()就无法进行。在上面的例子中：由于 b 是不连续的，所以对其进行view()操作会报错；b.view(3,3)没报错，因为b本身的shape就是(3,3)。

print(b.view(3, 3))
"""
tensor([[1, 4, 7],
        [2, 5, 8],
        [3, 6, 9]])
"""
print(b.view(1, 9))# 报错
print(b.view(-1))# 报错

 4. tensor.contiguous()

        tensor.contiguous()返回一个与原始tensor有相同元素的 “连续”tensor，如果原始tensor本身就是连续的，则返回原始tensor。
        注意：tensor.contiguous()函数不会对原始数据做任何修改，他不仅返回一个新tensor，还为这个新tensor创建了一个新的storage，在这个storage上，该新的tensor是连续的。
继续使用上面的例子：

c = b.contiguous()
print(b)
print(c)
print(b.storage())
print(c.storage())

 输出结果：

# b
tensor([[1, 4, 7],
        [2, 5, 8],
        [3, 6, 9]])
# c
tensor([[1, 4, 7],
        [2, 5, 8],
        [3, 6, 9]])
# b.storage
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
[torch.LongStorage of size 9]
 
#c.storage 
 1
 4
 7
 2
 5
 8
 3
 6
 9
[torch.LongStorage of size 9]
 

接着运行如下代码： 

print(b.is_contiguous()) # False
print(c.is_contiguous()) # True
print(c.view(1, 9)) # tensor([[1, 4, 7, 2, 5, 8, 3, 6, 9]])

参考自：https://blog.csdn.net/baidu_41774120/article/details/128666944