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如何防止softmax函数上溢出(overflow)和下溢出(underflow)

『1』什么是下溢出(underflow)和上溢出(overflow) 实数在计算机内用二进制表示,所以不是一个精确值,当数值过小的时候,被四舍五入为0,这就是下溢出。...反之,当数值过大的时候,情况就变成了上溢出。 『2』softmax函数是什么 softmax函数如下: ? 从公式上看含义不是特别清晰,所以借用知乎上的一幅图来说明(感谢原作者): ?...减去M之后,e 的指数的最大值为0,所以不会发生上溢出;同时,分母中也至少会包含一个值为1的项,所以分母也不会下溢出(四舍五入为0)。 所以这个技巧没什么高级的技术含量。...『4』延伸问题 看似已经结案了,但仍然有一个问题:如果softmax函数中的分子发生下溢出,也就是前面所说的 c 为负数,且 ?...大家看到,在最后的表达式中,会产生下溢出的因素已经被消除掉了——求和项中,至少有一项的值为1,这使得log后面的值不会下溢出,也就不会发生计算 log(0) 的悲剧。

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你知道PyTorch浮点数上溢问题居然会导致这些结果?!

因此,我们需要思考一下如何解决 PyTorch 中浮点数超出表示范围的问题。 浮点数的存储方式 浮点数是一种用于表示实数的数据类型,在计算机编程中广泛使用。...浮点数在计算机中的表示通常使用 IEEE 754 标准。这个标准规定了浮点数的位数、指数和符号等信息。浮点数是由 3 个部分组成:符号(数符)、指数(阶码)和尾数。...在 PyTorch 中,不仅有上述提到的单精度浮点数和双精度浮点数,而且还有 2 种半精度浮点数,均使用 16 为二进制数存储。...考虑到我们需要解决浮点数表示范围的问题,因此接下来就是如何基于上述内容计算出浮点数的表示范围。...结论 最后一定需要记住的是,千万不要自以为是地认为弄懂了上面的几个案例就弄懂了浮点数上溢问题的解决方案!其中的公式变形绝对不可能是我讲一个你们跟着学一个!

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    c语言之——整型的隐式转换与溢出检测

    溢出检测 我们可以通过下面的方式来检测溢出: if(a > INT_MAX - b) { printf("overflow\n"); } 我们利用整型的最大值减去其中一个数,然后与另一个数进行比较...尽量避免 虽然我们有方法来检测溢出,但是我们建议的是尽量去避免溢出的发生。...例如,要计算两个整数的平均值,我们想到的方法可能是(a+b)/2,但是这样却有溢出的风险,我们可以换一种方式:a-(a-b)/2,这种方式就回避了溢出的问题。...当然对于不可避免的可能发生溢出的情况,我们需要进行检测并进行后处理,而非忽略。 总结 对于整型隐式转换和溢出相关内容,我们做一个总结: 避免有符号数和无符号数直接进行算术运算。...一个很小的负数被转换成有符号数时,将会变得很大。因此一个无符号数和一个有符号负数的比较结果几乎是显而易见的。 溢出的结果是未定义的,不要期望对它做任何假设。 尽量避免溢出问题。

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    计算机系统中是如何处理整数浮点数的溢出情况

    这样的处理方式可以保持算术运算的连续性,并且在使用补码进行计算时,溢出是可以检测到的。需要注意的是,溢出并不是一个期望的结果,可能会导致程序的错误或不确定行为。...因此,在进行整数运算时,程序员需要注意并进行适当的溢出检查和处理。对于浮点数的溢出处理计算机系统处理浮点数溢出和下溢的情况主要依赖于浮点数的表示形式和数值范围的限制。...一般情况下,浮点数的表示采用IEEE 754标准。浮点数溢出当一个浮点数超过了它所能表示的最大值,发生溢出。根据浮点数的表示形式,系统会将数值设置为特殊值来表示溢出情况,通常是正无穷大或负无穷大。...软件开发人员可以通过编码来检测和处理溢出和下溢的情况,例如通过特定的程序逻辑或使用异常处理机制来捕获异常并采取适当的措施。...一些编程语言和库提供了额外的功能来处理浮点数溢出和下溢,例如提供函数来检测和处理这些边界情况。总的来说,计算机系统通过检测浮点数溢出和下溢的情况,并采取特殊的数值或异常来处理。

    1.9K91

    Java中如何检测并处理栈溢出错误?

    在Java中,栈溢出错误(StackOverflowError)是指当方法调用堆栈的深度超过了虚拟机所允许的最大值时发生的错误。...为了检测和处理栈溢出错误,我们可以采取以下措施: 1、了解栈溢出错误的原因: 栈溢出错误通常是由于方法调用的递归深度过大而导致的。每当调用一个方法时,都会将方法的返回地址和局部变量等信息保存在栈中。...5、异常处理: 栈溢出错误是一个严重的错误,通常无法通过捕获和处理异常来解决。因此,在代码中并没有专门的处理栈溢出错误的机制。...当栈溢出错误发生时,JVM会抛出StackOverflowError异常,并终止程序的执行。可以在日志中记录栈溢出错误的信息,以便进行排查和调试。...总结起来,要检测和处理栈溢出错误,首先要了解栈溢出错误的原因,尽量避免递归调用深度过大或者终止条件有误的情况。

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    DispatcherServlet之解析controller方法参数上的注解

    注:SpringFramework的版本是4.3.x。     建议先看我的另一篇文章,之后再来看这篇。 ?                              ...图1 ServletHandlerMethodInvoker的invokeHandlerMethod方法时序图     将HttpServletRequest中的请求参数转换为Controller类方法上实体类的操作...,在步骤3的方法中。     ...步骤3的方法resolveHandlerArguments中,首先会取得方法上定义的所有参数类型,作为外层for循环,然后单独对每一个参数再进行分析,Java语法中每个参数是可以定义多个注解的。     ...这里就是将HttpServletRequest请求数据转换为controller方法参数的入口了,后面就不再细讲,如果想了解某个特定的注解,从这里着手分析就可以了。

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    如何构造jvm的堆溢出和栈溢出

    构造堆溢出和栈溢出 Java虚拟机中描述了两种异常: 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度,将抛出StackOverflowError异常;—-栈溢出 如果在虚拟机中无法申请到足够多的内存空间...—-堆溢出 堆溢出 在java堆中只会产生OutOfMemoryError异常 首先,我们知道Java堆内存存放的是对象实例。...,但是我们需要注意产生这个异常的原因是内存溢出还是内存泄露 首先我们要分清楚产生OutOfMemoryError异常的原因是内存泄露还是内存溢出,如果内存中的对象确实都必须存活着而不像上面那样不断地创建对象实例却不使用该对象...,则是内存溢出,而像上面代码中的情况则是内存泄露。...·在多线程下,不断地建立线程可能会产生OutOfMemoryError异常 方法区中的内存溢出 方法区用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

    1.4K30

    浮点数的秘密

    1 前言 我们在学习 C 语言时,通常认为浮点数和小数是等价的,并没有严格区分它们的概念,这也并没有影响到我们的学习,原因就是浮点数和小数是绑定在一起的,只有小数才使用浮点格式来存储。...2 什么是浮点数? 浮点型简单讲就是实数的意思。浮点数在计算机中用以近似表示任意某个实数。...3 浮点数在内存中的存储 首先明确一点,无论是整型、浮点型还是字符等等数据类型在计算机底层都是以二进制的方式存储的。 浮点数在内存中的存储和整数不同,因为整数都可以转换为一一对应的二进制数据。...浮点数转换到内存中存储的步骤分为如下三步: 将浮点数转换成二进制 用科学计数法表示二进制浮点数 计算指数偏移后的值 对于第3点:计算指数时需要加上偏移量(后面有介绍为什么使用偏移量),而偏移量的值与浮点数的类型有关...其中负指数决定了浮点数所能表达的绝对值最小的非零数;而正指数决定了浮点数所能表达的绝对值最大的数,也即决定了浮点数的取值范围。

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    versionCode溢出的问题

    如果已安装高版本的应用,就无法使用覆盖安装的方式来装旧的包 之前测试那边向我反馈的一个问题是:Android 5.0的机器,新增了多用户功能,如果安装新版本的应用然后删除掉,再装老版本的,理论上应该是可以装的...int(可能会溢出的问题) 今天,我们这边的一个同事打包,versionCode写为:20150205001    (2015/02/05/001)其中001表示02/05那天第一次打包,但这里就遇到一个溢出的出问...原因就在于 20,150,205,001 转成int时它溢出了,int最大值前面讲过是 2,147,483,647 很明显嘛,既然溢出了它就变成一个负数了,是多少呢?...简单一点的办法就是”001” 改为 “01”这样就不会溢出了,那有人会说二位不够用啊,我觉得一天下来你应该不会打超过99个同版本(versionName)的包吧  参考资料: Maximum Length...of Android versionName / versionCode (Manifest) Java中整数溢出的问题:int i=1000000;i*i为何等于-727379968,Java是如何处理溢出的

    1.3K20

    浮点数的秘密

    来源:公众号(c语言与cpp编程) 1 前言 我们在学习 C 语言时,通常认为浮点数和小数是等价的,并没有严格区分它们的概念,这也并没有影响到我们的学习,原因就是浮点数和小数是绑定在一起的,只有小数才使用浮点格式来存储...2 什么是浮点数? 浮点型简单讲就是实数的意思。浮点数在计算机中用以近似表示任意某个实数。...3 浮点数在内存中的存储 首先明确一点,无论是整型、浮点型还是字符等等数据类型在计算机底层都是以二进制的方式存储的。 浮点数在内存中的存储和整数不同,因为整数都可以转换为一一对应的二进制数据。...浮点数转换到内存中存储的步骤分为如下三步: 将浮点数转换成二进制 用科学计数法表示二进制浮点数 计算指数偏移后的值 对于第3点:计算指数时需要加上偏移量(后面有介绍为什么使用偏移量),而偏移量的值与浮点数的类型有关...其中负指数决定了浮点数所能表达的绝对值最小的非零数;而正指数决定了浮点数所能表达的绝对值最大的数,也即决定了浮点数的取值范围。

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    目标检测(object detection)扩展系列(三) Faster R-CNN,YOLO,SSD,YOLOv2,YOLOv3在损失函数上的区别

    前言 Faster R-CNN,YOLO和SSD在通用目标检测领域有着奠基一般的作用, 而YOLOv2和YOLOv3由于其灵活易用的特性,在工业界一直很受欢迎,下面这篇文章主要想从损失函数的角度集中讨论下这几个主流框架的区别...分类损失 分类在目标检测任务中的作用是确定一个目标到底应该属于哪个类别。...Faster R-CNN 需要注意的是,这里的Faster R-CNN讨论的是RPN的损失,所以在分类损失中,Faster R-CNN的RPN用的是二值交叉熵,因为RPN分类是区分当前的区域是不是个目标的二分类问题...回归损失 回归在目标检测任务中的作用是确定一个和Ground Truth重合度尽量高的边界框,即 x...边界框的中心点 Faster R-CNN和SSD Faster R-CNN的RPN和SSD在处理边界框的中心点时采用的是相同的思路,并且它们都有Anchor,其实是SSD借鉴了RPN,最后一层特征图上的点决定了预设的中心点

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    浮点数美丽的表象(为什么要慎用浮点数)

    这其实是float累加过程中精度丢失导致的,要理解这点我们首先要理解什么是浮点数。首先我们了解数在计算机中是如何表示的,因为计算机只能理解0和1两个数,所以一切信息都是用二进制表示的。...小数的特点是小数点前后的位数是不固定的,这个小数点是浮动的,这就是浮点数这个名词的由来。...注意,23位之前有个1被省略掉了,所以他的有效位其实是24位,float所能表示的有效数值只有$2^{24}$,大概8位数,因此它不能标识超过8位的有效数字,否则会丢失精度,这就是浮点数美丽的表象。...这就得先理解浮点数的加法是怎么做的。当两个float数相加时,计算机首先会对齐两个数的指数位,向指数位比较大的一个靠拢,这时候比较小的float数的有效数位就要右移。...因为有更简单的方法。当然,从古至今解决问题最好最彻底的方式就是避免问题的发生。我们直接不使用浮点型,而是转而用long。

    1.1K20

    面向开发的内存调试神器,如何使用ASAN检测内存泄漏、堆栈溢出等问题

    介绍 如何使用 ASAN 检测内存泄漏 检测悬空指针访问 检测堆溢出 C++ 中的new/delete不匹配 检测栈溢出 检测全局缓冲区溢出 ASAN 的基本原理 代码插桩 运行时库 总结 介绍 首先,...ASAN,全称 AddressSanitizer,可以用来检测内存问题,例如缓冲区溢出或对悬空指针的非法访问等。...2)描述了写入数据导致溢出的位置堆栈, 3)则是对应的内存分配位置堆栈,4)还是shadow内存快照。...检测栈溢出 // sbo.c #include int main(int argc, const char *argv[]) { int stack_array[100];...内存时说明已经溢出访问了,此时,ASAN检测redzone的shadow 状态后就会报告相应错误。

    6.5K50

    js堆栈溢出的问题

    js是最令程序员头疼的问题了,不是语法也不是使用头疼,而是调试头疼,虽然有很方便的各种各样的调试工具,但经管这样有时候一个疏忽的小问题,会导致各种各样的奇怪问题的出现,今天笔者的同事就出现了这样的问题...,苦闷了整整一天才找到了真正的问题。    ...出现js堆栈溢出的问题一般的情况有两种:       1.检查自己的js代码看代码中有没有死循环。     ...2.代码中引用了jQuery-1.4.2.min.js这个js实现一些动态效果或者是辅助,这个版本的jQuery就存在这样的问题(同事就是遇到了这个问题)。   ...解决方案:     1.查询自己的代码,用ie8、ie9 自带的js调试工具跟一遍代码看哪里出现了问题。     2.更换jQuery引用版本。

    1.8K40

    浮点数 floating point

    尾数不全为0 视为无效操作结果(NaN) 浮点数相加 步骤 graph TD A(对大阶) -->B(加有效数) B --> C(规格化) C --> |溢出处理| D(舍入处理) D --> E(决定符号位...) 1.对大阶[1] 2.加有效数(指数已相同,把有效数部分相加) 3.规格化[2],溢出处理(使其变为科学表示法形式) 4.舍入处理 舍入处理 博客 舍入问题 举了几个例子 浮点数运算中的舍入问题...“恒置1”法:只要数位被移掉,就在尾数的末位恒置“1”。从概率上来说,丢掉的0和1各为1/2。 溢出处理 阶码溢出 上溢 超过了阶码可能表示的最大值的正指数值,一般将其认为是+∞和-∞。...下溢 超过了阶码可能表示的最小值的负指数值,一般将其认为是0。 尾数溢出 尾数上溢 两个同符号尾数相加产生了最高位向上的进位,将尾数右移,阶码增1来重新对齐。...尾数下溢 在将尾数右移时,尾数的最低有效位从尾数域右端流出,要进行舍入处理 浮点数相乘 步骤 graph TD A(数相加) -->B(尾数相乘) B --> C(规格化) C --> |检查溢出|

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