Pytorch：view()、permute()和contiguous()
pytorch contiguous
1 官方中英文doc：
torch.Tensor.contiguous (Python method, in torch.Tensor)
torch.Tensor.is_contiguous (Python method, in torch.Tensor)
1.1 contiguous() → Tensor
Returns a contiguous tensor containing the same data as self tensor. If self tensor is contiguous, this function returns the self tensor.
1.2 contiguous() → Tensor
返回一个内存连续的有相同数据的tensor，如果原tensor内存连续，则返回原tensor；
2 pytorch contiguous的使用
contiguous一般与transpose，permute，view搭配使用：使用transpose或permute进行维度变换后，调用contiguous，然后方可使用view对维度进行变形（如：tensor_var.contiguous().view() ），
示例如下：
x = torch.Tensor(2,3)
y = x.permute(1,0) # permute：二维tensor的维度变换，此处功能相当于转置transpose
y.view(-1) # 报错，view使用前需调用contiguous()函数
y = x.permute(1,0).contiguous()
y.view(-1) # 不报错
具体原因有两种说法：
- 1 transpose、permute等维度变换操作后，tensor在内存中不再是连续存储的，而view操作要求tensor的内存连续存储，所以需要contiguous来返回一个contiguous copy；
- 2 维度变换后的变量是之前变量的浅拷贝，指向同一区域，即view操作会连带原来的变量一同变形，这是不合法的，所以也会报错；也即contiguous返回了tensor的深拷贝contiguous copy数据；
view()、permute()和contiguous() 具体用法和区别
1. view()
view() 变换维度，把原先tensor中的数据按行优先的顺序排成一维数据，然后按照输入的参数组合成其他维度的tensor。
import torch
a=torch.Tensor([[[1,2,3],[4,5,6]]]) # torch.Size([1, 2, 3])
print(a.view(3,2)) # torch.Size([3, 2])
输出：
tensor([[1., 2.],[3., 4.],[5., 6.]])
2. permute()
permute() 利用索引将tensor中的维度进行调换。
b=a.permute(2,0,1) permute里的参数对应的是张量a的维度索引，利用索引来对内部数据调换。
a.permute(2,0,1)：把 a 的最后一个维度放到最前面。
import torch
inputs = torch.Tensor([[[1, 2, 3], [4, 5, 6]], [[7, 8, 9], [10, 11, 12]]])
print("inputs:", inputs, inputs.shape)
输出：
inputs: tensor([[[ 1., 2., 3.],[ 4., 5., 6.]],[[ 7., 8., 9.],[10., 11., 12.]]]) torch.Size([2, 2, 3])outputs tensor([[[ 1., 4.],[ 2., 5.],[ 3., 6.]],[[ 7., 10.],[ 8., 11.],[ 9., 12.]]]) torch.Size([2, 3, 2])
3. contiguous()
在pytorch中只有很少几个操作是不改变tensor内容本身的，大多数操作不进行数据拷贝和数据的改变，变的是原数据。例如：narrow()、view()、expand()和transpose()等。
例如使用transpose()进行转置操作时，pytorch并不会创建新的、转置后的tensor，而是修改了tensor中的一些属性（也就是原数据），使得此时的offset和stride是与转置tensor相对应的。转置的tensor和原tensor的内存是共享的！
举个栗子：
import torchx = torch.randn(3, 2)
y = torch.transpose(x, 0, 1)print("修改前：")
print("x:", x)
print("y:", y)y[0, 0] = 11
print("\n修改后：")
print("x:", x)
print("y:", y)
运行结果：
原数据：
x: tensor([ [ 0.5287, 0.8814],[ 1.2752, 1.9832],[ 1.9872, -1.2719]])
y: tensor([[ 0.5287, 1.2752, 1.9872],[ 0.8814, 1.9832, -1.2719]])
重定义后：
x: tensor([[11.0000, 0.8814],[ 1.2752, 1.9832],[ 1.9872, -1.2719]])
y: tensor([[11.0000, 1.2752, 1.9872],[ 0.8814, 1.9832, -1.2719]])
重点！重点！重点！！
可以看到，我们重新定义了 y 元素值的同时，x元素的值也发生了变化。因此tensor中数据还是在内存中一块区域里，只是布局的问题！为什么这么说：因为，**y里面数据布局的方式和从头开始创建一个常规的tensor布局的方式是不一样的。**这个可能只是python中之前常用的浅拷贝，y还是指向x变量所处的位置，只是说记录了transpose这个变化的布局。
如果想要断开这两个变量之间的依赖（x本身是contiguous的），就要使用contiguous()针对x进行变化，感觉上就是我们认为的深拷贝。
当调用contiguous()时，会强制拷贝一份tensor，让它的布局和从头创建的一模一样，但是两个tensor完全没有联系。还是上面的栗子：
import torchx = torch.randn(3, 2)
y = torch.transpose(x, 0, 1).contiguous()
print("原数据：")
print("x:", x)
print("y:", y)y[0, 0] = 11
print("\n重定义后：")
print("x:", x)
print("y:", y)
运行结果：
原数据：
x: tensor([[ 2.5966, -0.7265],[ 0.0200, 0.5726],[-0.8865, -0.4727]])
y: tensor([[ 2.5966, 0.0200, -0.8865],[-0.7265, 0.5726, -0.4727]])
重定义后：
x: tensor([[ 2.5966, -0.7265],[ 0.0200, 0.5726],[-0.8865, -0.4727]])
y: tensor([[11.0000, 0.0200, -0.8865],[-0.7265, 0.5726, -0.4727]])
可以看到对y使用了contiguous()后，改变y的值，对x没有任何影响！
参考：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/545769141
https://zhuanlan.zhihu.com/p/64376950