24. 가변 길이 인수(순전파)

지금까지는 합수에 입출력 변수가 하나씩인 경우만 생각했다. 그러나 함수에 따라 여러 개의 변수를 입력 받기도 한다.

 

• Function 클래스 수정

 가변 길이 입출력을 표현하기 위해 변수들을 리스트(또는 튜플)에 넣어 처리한다.

class Function:
    def __call__(self,inputs):
        xs=[x.data for x in inputs]
        ys=self.forward(xs)
        outputs=[Variable(as_array(y)) for y in ys]
        
        for output in outputs:
            output.set_creator(self) # 출력 변수에 참조자 설정
        self.inputs=inputs
        self.outputs=outputs # 출력도 저장
        return outputs
    
    def forward(self,xs):
        raise NotImplementedError()
        
    def backward(self,gys):
        raise NotImplementedError()

 

• Add 클래스 구현

 Add 클래스의 forward 메서드를 구현한다. 주의할 점은 인수와 반환값이 리스트(또는 튜플)여야 한다는 것이다.

class Add(Function):
    def forward(self,xs):
        x0,x1=xs
        y=x0+x1
        return (y,)

xs=[Variable(np.array(2)),Variable(np.array(3))]
f=Add()
ys=f(xs)
y=ys[0]
print(y.data)

 

• 함수를 사용하기 쉽게, 구현하기 쉽게 개선: 함수를 사용하기 쉽게
  

  

  사용하기 쉽게 개선: 오른쪽 처럼 리스트나 튜플을 거치지 않고 인수와 결과를 직접 주고받는 편이 훨씬 자연스럽다.

구현하기 쉽게 개선

class Function:
    def __call__(self, *inputs):  #2
        xs=[x.data for x in inputs]
        
        ys=self.forward(*xs)     #3
        
        if not isinstance(ys,tuple):   #4
            ys=(ys,)
        outputs=[Variable(as_array(y)) for y in ys]
        
        for output in outputs:
            output.set_creator(self) # 출력 변수에 참조자 설정
        self.inputs=inputs
        self.outputs=outputs # 출력도 저장
        return outputs if len(outputs)> 1 else outputs[0] #1
    
    def forward(self,xs):
        raise NotImplementedError()
        
    def backward(self,gys):
        raise NotImplementedError()

 (1) __call__의 return 부분을 보면, outputs에 원소가 하나뿐이면 리스트가 아니라 그 원소만을 반환한다. 다시 말해 함수의 반환값이 하나라면 해당 변수를 직접 돌려준다.

 (2)함수를 정의할 때 인수 앞에 별표(*)를 붙였다. 이렇게 하면 리스트를 사용하는 대신 임의 개수의 인수(가변 길이 인수)를 건네 함수를 호출할 수 있다. 가변 길이 인수의 사용법은 다음 예를 보면 명확해질것이다.

 이 코드에서 알 수 있듯이 함수를 '정의'할 때 인수에 별표를 붙이면 호출할 때 넘긴 인수들을 별표를 붙인 인수 하나로 모아서 받을 수 있다.

(3) 함수를 '호출'할 때 별표를 붙였는데, 이렇게 하면 리스트 언팩이 이루어진다. 

(4) ys가 튜플이 아닌 경우 튜플로 변경한다. 이제 forward 메서드는 반환 원소가 하나 뿐이라면 해당 원소를 직접 반환한다.

 

class Add(Function):
    def forward(self,x0,x1):
        y=x0+x1
        return y

 

 마지막으로 Add 클래스를 파이썬 함수로 사용할 수 있는 코드를 추가하겠다.

def add(x0,x1):
    return Add()(x0,x1)

x0=Variable(np.array(2))
x1=Variable(np.array(3))
y=add(x0,x1)
print(y.data)