ov::Shape

摘要

• ov::Shape 类 学习笔记

ov::Shape 详解

ov::Shape 是 OpenVINO 中的一个核心类，用于表示模型中张量的静态形状。它是一个简化的多维数组结构，包含每个维度的大小信息。在 OpenVINO 的模型构建、推理和优化中，ov::Shape 用于定义和操作张量的形状。

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核心功能

1. 静态形状描述
   ov::Shape 表示一个固定的张量形状，所有维度大小都已知。

2. 多维数组支持
   可以表示任意维数的张量，例如 1D、2D、3D 或更高维度。

3. 与 OpenVINO 图操作兼容
   用于定义模型输入、输出、权重以及中间节点的形状。

4. 支持常见操作
   提供操作形状的接口，例如获取维度数、查询具体维度大小、修改形状等。

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构造和使用

1. 构造 ov::Shape

从列表初始化

ov::Shape shape = {1, 3, 224, 224}; // 表示一个 4D 张量

默认构造

ov::Shape shape; // 创建一个空形状

使用初始化列表

ov::Shape shape({1, 3, 224, 224}); // 使用初始化列表

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2. 获取形状信息

获取维度数

size_t rank = shape.size();
std::cout << "Rank: " << rank << std::endl;

获取具体维度大小

for (size_t i = 0; i < shape.size(); ++i) {
    std::cout << "Dimension " << i << ": " << shape[i] << std::endl;
}

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3. 修改形状

修改特定维度大小

shape[2] = 256; // 将第 3 维从 224 修改为 256

清空形状

shape.clear(); // 清空形状，变为空

重置形状

shape = {1, 3, 256, 256}; // 设置新的形状

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方法详解

1. 构造函数

• ov::Shape()：默认构造，创建空形状。
• ov::Shape(std::initializer_list<size_t>)：从列表构造形状。
• ov::Shape(const std::vector<size_t>&)：从向量构造形状。

2. 常用方法

获取维度数

size_t size() const;

返回形状的维度数（即张量的 rank）。

访问维度大小

size_t& operator[](size_t idx);
const size_t& operator[](size_t idx) const;

通过索引访问或修改特定维度大小。

清空形状

void clear();

将形状清空，变为无维度。

检查是否为空

bool empty() const;

返回形状是否为空。

比较形状

bool operator==(const ov::Shape& other) const;
bool operator!=(const ov::Shape& other) const;

比较两个形状是否相等。

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实际应用示例

以下示例展示了如何使用 ov::Shape 构造和操作形状：

#include <openvino/openvino.hpp>
#include <iostream>

int main() {
    // 创建形状
    ov::Shape shape = {1, 3, 224, 224};
    std::cout << "Initial shape: ";
    for (const auto& dim : shape) {
        std::cout << dim << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 修改维度大小
    shape[2] = 256; // 修改高度为 256
    shape[3] = 256; // 修改宽度为 256

    // 打印修改后的形状
    std::cout << "Modified shape: ";
    for (const auto& dim : shape) {
        std::cout << dim << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 获取维度数
    std::cout << "Shape rank: " << shape.size() << std::endl;

    // 清空形状
    shape.clear();
    std::cout << "Is shape empty? " << (shape.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;

    return 0;
}

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与其他类的关系

1. 与 ov::PartialShape 的关系

• ov::Shape 表示静态形状，每个维度大小固定。
• ov::PartialShape 可以表示动态形状，其中部分维度大小未知（动态）。

2. 用于 ov::Tensor

ov::Shape 定义了张量的数据布局，例如：

ov::Tensor tensor(ov::element::f32, ov::Shape{1, 3, 224, 224});

3. 用于模型输入输出

定义模型输入或输出的形状：

auto input = std::make_shared<ov::op::v0::Parameter>(ov::element::f32, ov::Shape{1, 3, 224, 224});

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常见问题

1. 如何表示标量？

标量（无维度的张量）用空形状表示：

ov::Shape scalar_shape = {};

2. 如何处理动态形状？

ov::Shape 不支持动态形状，需使用 ov::PartialShape：

ov::PartialShape dynamic_shape = {1, ov::Dimension::dynamic(), 224, 224};

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总结

ov::Shape 是 OpenVINO 中定义张量形状的重要类。它简单易用，能够有效描述和操作静态形状。通过与其他 OpenVINO 类的结合使用，ov::Shape 为构建和操作计算图提供了强大的功能支持。熟练掌握 ov::Shape 是进行 OpenVINO 模型开发的基础。