【跟着ChatGPT学深度学习】系列
- 第零弹——ChatGPT介绍以及一些使用案例
- 第一弹——ChatGPT带我入门深度学习
- 第二弹——ChatGPT带我入门NLP
- 第三弹——ChatGPT教我文本分类
- 第四弹——ChatGPT带我学情感分析
- …
- 番外篇——ChatGPT教我谈恋爱
【跟着ChatGPT学深度学习】ChatGPT教我文本分类
ChatGPT既然无所不能，我为啥不干脆拜他为师，直接向他学习，岂不是妙哉。说干就干，我马上就让ChatGPT给我生成了一段文本分类的代码，不看不知道，一看吓一跳，比我写的还要好。
不知道ChatGPT是什么的可以看一下我的博文：ChatGPT介绍以及一些使用案例
1. 文本分类是什么
首先让它告诉我什么是文本分类：
它告诉我如下内容：
文本分类是指将一段文本分为不同的类别或标签的任务。在机器学习和自然语言处理中，文本分类通常指使用机器学习算法对文本进行分类，比如将电子邮件分类为垃圾邮件或正常邮件，将新闻文章分类为体育、政治、财经等不同的类别。文本分类技术在信息检索、情感分析、垃圾邮件过滤、推荐系统等应用中都有广泛的应用。
接着让它教我一下文本分类应该如何去学：
它告诉我：
学习文本分类可以按照以下步骤进行：
学习自然语言处理基础知识，包括分词、词性标注、句法分析、语义分析等。
学习文本分类的基本概念、任务流程、评价指标等，包括如何选择模型、如何进行模型训练和调优。
学习文本分类中常用的模型，包括朴素贝叶斯、支持向量机、深度学习模型（如卷积神经网络、循环神经网络、Transformer等）。
学习相关的工具和库，例如Python的scikit-learn、NLTK、gensim、PyTorch、TensorFlow等。
实践文本分类任务，可以使用公开的数据集进行实验，并尝试调整模型参数和超参数，以提高模型性能。
阅读文本分类相关的论文，了解最新研究进展和技术趋势，不断更新知识和技能。
除了上述学习步骤，还可以参加相关的课程、培训班、研讨会等活动，结交同行业者，共同探讨问题和解决方案。
2. 文本分类领域的知名学者
然后学习一下该领域有哪些知名的专家学者：
它告诉我如下信息：
文本分类领域的知名学者有很多，以下是一些代表性的学者：
Yann LeCun：他是深度学习领域的著名学者之一，曾经提出了卷积神经网络（CNN）的概念，也是自然语言处理领域的重要贡献者之一。
Yoshua Bengio：他是深度学习领域的权威人物之一，被誉为“深度学习之父”，他的研究重点在于神经网络、机器学习和自然语言处理等领域。
Tom M. Mitchell：他是机器学习和自然语言处理领域的知名学者之一，他的研究重点在于开发自动学习算法，特别是那些可以处理自然语言数据的算法。
Andrew Ng：他是机器学习和深度学习领域的知名学者，也是Coursera在线教育平台的创始人之一，他的研究领域包括自然语言处理、计算机视觉等。
Chris Manning：他是自然语言处理领域的知名学者，也是斯坦福大学自然语言处理组的主任，他的研究领域主要包括语言学、机器学习和深度学习等。
Dan Jurafsky：他是自然语言处理领域的知名学者，也是斯坦福大学自然语言处理组的教授之一，他的研究领域主要包括计算语言学、情感分析等。
Jianfeng Gao：他是微软亚洲研究院自然语言处理组的研究员，他的研究领域包括自然语言处理、机器翻译和对话系统等。他在深度学习和自然语言处理领域都有着很多重要的贡献。
以上学者的研究成果对文本分类领域的发展和进步做出了重要贡献。
接着我又让它推荐了一些文本分类领域的优秀论文：
)
它告诉我：
以下是一些比较好的文本分类领域论文推荐：
“Attention Is All You Need” by Vaswani et al. (2017) - 提出了Transformer模型，该模型在文本分类等任务中表现出色。
“BERT: Pre-training of Deep Bidirectional Transformers for Language Understanding” by Devlin et al. (2019) - 提出了基于Transformer的预训练语言模型BERT，该模型在文本分类等任务中取得了很好的效果。
“Convolutional Neural Networks for Sentence Classification” by Kim (2014) - 提出了使用卷积神经网络进行文本分类的方法，并在多个数据集上达到了当时最佳效果。
“ULMFiT: Universal Language Model Fine-tuning for Text Classification” by Howard and Ruder (2018) - 提出了使用预训练语言模型进行微调来进行文本分类的方法，并在多个数据集上取得了最佳效果。
“GloVe: Global Vectors for Word Representation” by Pennington et al. (2014) - 提出了一种用于获取单词向量表示的方法，该方法被广泛应用于文本分类等自然语言处理任务中。
“Deep Residual Learning for Image Recognition” by He et al. (2016) - 提出了残差网络，该网络在图像分类任务中取得了非常好的结果，而且已经被成功应用于文本分类任务中。
以上论文只是众多文本分类领域的优秀研究，希望能对你有所帮助。
3. 文本分类有哪些方法
然后再让它介绍一下文本分类的方法：
它告诉我如下内容：
文本分类有许多方法，下面是一些常用的方法：
词袋模型：将文本表示成单词的集合，单词的出现次数或者TF-IDF值用来表示文本。
N-gram模型：在词袋模型的基础上，将相邻的N个词组合起来，作为一个特征。
朴素贝叶斯：基于贝叶斯定理和特征条件独立假设的统计分类方法，常用于文本分类中的情感分析和垃圾邮件过滤等。
支持向量机（SVM）：寻找一个最优的超平面，将不同类别的文本分隔开。
决策树：通过递归地将数据集分成小的子集，最终生成一个决策树，用于分类预测。
深度学习：通过神经网络学习输入文本与标签之间的映射关系，包括卷积神经网络、循环神经网络、Transformer等。
这些方法各有特点，具体应用时需要根据数据集的特征以及任务需求进行选择和调优。
4. 文本分类的步骤
再让它教我一下文本分类的一般步骤：
它告诉我：
实现文本分类的一般步骤如下：
数据预处理：对原始文本进行清洗、分词、去除停用词、转换成数字等操作，以便后续模型训练使用。
特征工程：根据预处理后的数据，从中提取特征。常用的特征提取方法包括词袋模型、TF-IDF模型、word2vec模型等。
模型选择和训练：选择合适的模型，并使用训练数据对模型进行训练。常用的模型包括朴素贝叶斯、支持向量机、决策树、神经网络等。
模型评估和调优：使用测试数据对训练好的模型进行评估，比较不同模型的性能并对模型进行调优。
预测：使用训练好的模型对新的文本进行分类。
近年来，基于深度学习的文本分类方法已经取得了很大的进展，常用的深度学习模型包括卷积神经网络（CNN）、长短时记忆网络（LSTM）、门控循环单元（GRU）、Transformer等。与传统方法相比，深度学习方法不需要进行特征工程，可以自动从数据中学习出特征，因此在一些场景中表现更加优异。
5. 文本分类的研究前景
最后让它告诉我一下文本分类领域的研究前景如何：
它说：
文本分类是自然语言处理领域的一个重要问题，随着互联网技术的发展，大量的文本数据在不断产生，如何从这些文本中提取有价值的信息，成为了一个热门的研究领域。随着深度学习技术的不断发展和应用，文本分类取得了很大的进展。
未来，文本分类的研究仍将是一个热门领域，主要原因如下：
1.文本分类的应用领域广泛，例如智能客服、广告推荐、舆情分析等等，这些领域都需要高效、准确的文本分类算法。
2.深度学习技术的发展，尤其是预训练语言模型的兴起，使得文本分类的效果得到了很大的提升。未来，预训练模型的不断优化，将使得文本分类的效果更加准确和稳定。
3.随着自然语言处理领域的不断发展，文本分类将与其他自然语言处理任务（如命名实体识别、关系抽取等）结合起来，构建更加完整的自然语言处理系统，从而更好地服务于人类社会。
因此，可以预见，在未来的研究中，文本分类将继续得到广泛关注和研究。
6. 文本分类baseline构建
学到这，我对文本分类的知识点基本上已经掌握了，该去实战演练一番了，于是我让它教我如何写文本分类的代码了。
baseline1
首先让它构建了一个简单的baseline，使用transformer库和pytorch实现的代码。没过一分钟，它就给我生成了一串如下的代码，我运行了一次发现没有任何bug，这简直是强哥他妈给强哥开门，强到家了。
import torch
import torch.nn as nn
from transformers import RobertaTokenizer, RobertaModel, AdamW# 超参数
BATCH_SIZE = 16
EPOCHS = 3
LEARNING_RATE = 5e-5# 加载 RoBERTa 模型和分词器
tokenizer = RobertaTokenizer.from_pretrained('hfl/chinese-roberta-wwm-ext')
roberta_model = RobertaModel.from_pretrained('hfl/chinese-roberta-wwm-ext')# 定义模型
class TextClassifier(nn.Module):def __init__(self, num_classes):super(TextClassifier, self).__init__()self.roberta = roberta_modelself.dropout = nn.Dropout(0.1)self.linear = nn.Linear(768, num_classes)def forward(self, input_ids, attention_mask):_, pooled_output = self.roberta(input_ids=input_ids, attention_mask=attention_mask)pooled_output = self.dropout(pooled_output)logits = self.linear(pooled_output)return logits# 加载数据
# 假设数据已经准备好，分为训练集和验证集，每个样本包含文本和标签
train_data = [("这是一句文本", 1), ("这是另一句文本", 0), ...]
val_data = [("这是一句验证文本", 1), ("这是另一句验证文本", 0), ...]# 创建数据加载器
train_loader = torch.utils.data.DataLoader(train_data, batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True)
val_loader = torch.utils.data.DataLoader(val_data, batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=False)# 初始化模型、损失函数和优化器
model = TextClassifier(num_classes=2)
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = AdamW(model.parameters(), lr=LEARNING_RATE)# 训练模型
for epoch in range(EPOCHS):# 训练model.train()for i, batch in enumerate(train_loader):input_ids, labels = batchattention_mask = (input_ids != 0).type(torch.long)logits = model(input_ids=input_ids, attention_mask=attention_mask)loss = criterion(logits, labels)loss.backward()optimizer.step()optimizer.zero_grad()# 验证model.eval()total_loss, total_correct = 0, 0with torch.no_grad():for batch in val_loader:input_ids, labels = batchattention_mask = (input_ids != 0).type(torch.long)logits = model(input_ids=input_ids, attention_mask=attention_mask)loss = criterion(logits, labels)total_loss += loss.item()preds = torch.argmax(logits, dim=1)total_correct += torch.sum(preds == labels).item()val_loss = total_loss / len(val_loader)val_acc = total_correct / len(val_data)print(f"Epoch {epoch+1}: val_loss={val_loss:.4f}, val_acc={val_acc:.4f}")
baseline2
我见状给它增加了一点难度，让它使用Trainer对象训练模型，也就差不多一分钟的功夫，它就完成了，而且甚至贴心地帮我固定了随机种子。
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
from torch.utils.data import DataLoader, Dataset
from transformers import RobertaTokenizer, RobertaModel, RobertaForSequenceClassification, Trainer, TrainingArguments
from sklearn.model_selection import train_test_split# 设置随机种子
torch.manual_seed(42)
torch.backends.cudnn.deterministic = True
torch.backends.cudnn.benchmark = False# 加载数据集
class TextDataset(Dataset):def __init__(self, texts, labels, tokenizer, max_len):self.texts = textsself.labels = labelsself.tokenizer = tokenizerself.max_len = max_lendef __len__(self):return len(self.texts)def __getitem__(self, index):text = str(self.texts[index])label = self.labels[index]encoding = self.tokenizer.encode_plus(text,add_special_tokens=True,max_length=self.max_len,padding='max_length',return_attention_mask=True,return_tensors='pt')return {'text': text, 'input_ids': encoding['input_ids'].flatten(), 'attention_mask': encoding['attention_mask'].flatten(), 'labels': label}# 加载数据
texts = [...] # 文本数据
labels = [...] # 标签数据# 划分训练集和验证集
train_texts, val_texts, train_labels, val_labels = train_test_split(texts, labels, test_size=0.2, random_state=42)# 加载tokenizer
tokenizer = RobertaTokenizer.from_pretrained('hfl/chinese-roberta-wwm-ext')# 定义数据集和dataloader
train_dataset = TextDataset(train_texts, train_labels, tokenizer, max_len=128)
val_dataset = TextDataset(val_texts, val_labels, tokenizer, max_len=128)train_dataloader = DataLoader(train_dataset, batch_size=32, shuffle=True)
val_dataloader = DataLoader(val_dataset, batch_size=32, shuffle=False)# 定义模型
model = RobertaForSequenceClassification.from_pretrained('hfl/chinese-roberta-wwm-ext', num_labels=10)# 定义训练参数
training_args = TrainingArguments(output_dir='./results',num_train_epochs=5,per_device_train_batch_size=32,per_device_eval_batch_size=32,warmup_steps=500,weight_decay=0.01,logging_dir='./logs',logging_steps=10,evaluation_strategy='steps',eval_steps=50,save_total_limit=2,save_steps=500,learning_rate=2e-5,load_best_model_at_end=True
)# 定义训练器
trainer = Trainer(model=model,args=training_args,train_dataset=train_dataset,eval_dataset=val_dataset
)# 训练模型
trainer.train()
它甚至给我贴心地写了如下一行注释，这是生怕我看不懂它的代码呀：
需要注意的是，上述代码只包含了训练过程，如果需要在测试集上测试模型的性能，需要使用trainer类的evaluate方法进行评估。另外，也可以使用trainer类的predict方法对新的文本数据进行分类。
baseline3
事已至此，我不甘心，打算和它刚到底，让它生成一段使用TensorFlow的文本分类代码，而不出意料，我的师傅也很快帮我生成了一段如下所示的代码：
import tensorflow as tf
from transformers import TFRobertaModel, RobertaTokenizer# 读取数据集
train_data = [...] # 训练数据
val_data = [...] # 验证数据
test_data = [...] # 测试数据# 初始化tokenizer和模型
tokenizer = RobertaTokenizer.from_pretrained('hfl/chinese-roberta-wwm-ext')
model = TFRobertaModel.from_pretrained('hfl/chinese-roberta-wwm-ext')# 构建模型
input_ids = tf.keras.layers.Input(shape=(None,), dtype=tf.int32, name='input_ids')
attention_mask = tf.keras.layers.Input(shape=(None,), dtype=tf.int32, name='attention_mask')
embeddings = model.roberta(input_ids, attention_mask)[0]
pooled_output = tf.keras.layers.GlobalMaxPooling1D()(embeddings)
dropout = tf.keras.layers.Dropout(0.1)(pooled_output)
outputs = tf.keras.layers.Dense(10, activation='softmax')(dropout)
model = tf.keras.models.Model(inputs=[input_ids, attention_mask], outputs=outputs)# 编译模型
optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=1e-5)
model.compile(optimizer=optimizer, loss='categorical_crossentropy', metrics=['accuracy'])# 训练模型
model.fit(x={'input_ids': train_data[0], 'attention_mask': train_data[1]},y=train_data[2],validation_data=({'input_ids': val_data[0], 'attention_mask': val_data[1]}, val_data[2]),epochs=10,batch_size=16
)# 测试模型
test_loss, test_acc = model.evaluate({'input_ids': test_data[0], 'attention_mask': test_data[1]}, test_data[2])
print('Test loss:', test_loss)
print('Test accuracy:', test_acc)# 预测模型
def predict(text):input_ids = tf.constant(tokenizer.encode(text))[None, :]attention_mask = tf.ones_like(input_ids)outputs = model.predict({'input_ids': input_ids, 'attention_mask': attention_mask})predicted_label = tf.argmax(outputs, axis=-1).numpy()[0]return predicted_label也贴心地给我们写了如下注释：
这个代码使用了TensorFlow的高级API Keras，首先读入训练数据、验证数据和测试数据，然后初始化roberta的tokenizer和模型。接着，我们通过Keras的函数式API构建模型，这里使用了roberta的预训练模型和全局最大池化层，最后添加了一个dropout层和一个全连接层，输出10个类别的概率分布。在编译模型时，我们使用Adam优化器和交叉熵损失函数，同时记录准确率。最后使用fit方法训练模型，并在测试集上进行评估。
在预测模型中，我们首先使用tokenizer将文本转换成token序列，并构建一个attention mask。然后使用训练好的模型进行预测，并返回预测的类别。
baseline4
我敬他是个“老师”，决定再难为他一下，让它帮我生成一个paddle实现的文本分类代码，它简直无所不能，马上就完成了代码。
import paddle
import paddle.nn as nn
import paddle.optimizer as optimizer
import paddle.io as io
from paddle.metric import Accuracy
import numpy as np
import os# 定义超参数
BATCH_SIZE = 32
LEARNING_RATE = 5e-5
EPOCHS = 3# 定义数据预处理函数
def preprocess(text, tokenizer, max_seq_len):# 将文本转换为输入特征tokens = tokenizer.tokenize(text)if len(tokens) > max_seq_len - 2:tokens = tokens[:(max_seq_len - 2)]input_tokens = ['[CLS]'] + tokens + ['[SEP]']segment_ids = [0] * len(input_tokens)input_ids = tokenizer.convert_tokens_to_ids(input_tokens)input_mask = [1] * len(input_ids)# 补齐序列长度padding_length = max_seq_len - len(input_ids)input_ids += [0] * padding_lengthinput_mask += [0] * padding_lengthsegment_ids += [0] * padding_lengthreturn input_ids, segment_ids, input_mask# 定义数据读取器
class TextClassificationDataset(io.Dataset):def __init__(self, data_list, tokenizer, max_seq_len):super(TextClassificationDataset, self).__init__()self.data = data_listself.tokenizer = tokenizerself.max_seq_len = max_seq_lendef __getitem__(self, index):text, label = self.data[index]input_ids, segment_ids, input_mask = preprocess(text, self.tokenizer, self.max_seq_len)return input_ids, segment_ids, input_mask, labeldef __len__(self):return len(self.data)# 定义模型结构
class TextClassificationModel(nn.Layer):def __init__(self, num_classes):super(TextClassificationModel, self).__init__()self.roberta = paddle.incubate.hapi.module.get_module_api("roberta")(pretrained="roberta-wwm-ext-chinese")self.dropout = nn.Dropout(p=0.1, axis='rows')self.classifier = nn.Linear(self.roberta.config["hidden_size"], num_classes)def forward(self, input_ids, segment_ids, input_mask):encoded_text, _ = self.roberta(input_ids, segment_ids, input_mask)encoded_text = self.dropout(encoded_text)logits = self.classifier(encoded_text)return logits# 定义训练函数
def train(model, optimizer, data_loader, criterion, metric):model.train()metric.reset()total_loss = 0.0for i, data in enumerate(data_loader()):input_ids, segment_ids, input_mask, label = datainput_ids = paddle.to_tensor(input_ids)segment_ids = paddle.to_tensor(segment_ids)input_mask = paddle.to_tensor(input_mask)label = paddle.to_tensor(label)logits = model(input_ids, segment_ids, input_mask)loss = criterion(logits, label)total_loss += loss.numpy()[0]loss.backward()optimizer.step()optimizer.clear_grad()metric.update(logits, label)if (i + 1) % 100 == 0:print("batch %d, loss %.5f, acc %.5f" % (i + 1, loss.numpy()[0],
由于使用paddle实现的代码太长，超过了ChatGPT能生成的最大长度，我试了几次最终只能出现不完整的代码，但是总体来说，还是很赞的。
7. 对baseline进行优化
作为一名热爱学习的好学生，我决定在想ChatGPT老师学更多的东西，于是我又让它告诉我如何对baseline进行优化了。我让它又增加了五折交叉验证的功能：
import torch
import numpy as np
from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForSequenceClassification, Trainer, TrainingArguments
from sklearn.model_selection import StratifiedKFold# 加载数据集
X = # 读入文本数据
y = # 读入标签数据# 定义五折交叉验证器
kfold = StratifiedKFold(n_splits=5, shuffle=True, random_state=42)# 开始五折交叉验证
for fold, (train_idx, val_idx) in enumerate(kfold.split(X, y)):# 将数据集分成训练集和验证集X_train, y_train = X[train_idx], y[train_idx]X_val, y_val = X[val_idx], y[val_idx]# 加载预训练模型和分词器model_name = 'hfl/chinese-roberta-wwm-ext'tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_name)model = AutoModelForSequenceClassification.from_pretrained(model_name, num_labels=2)# 对文本进行编码train_encodings = tokenizer(X_train.tolist(), truncation=True, padding=True)val_encodings = tokenizer(X_val.tolist(), truncation=True, padding=True)# 将编码后的文本数据和标签数据封装成Dataset对象class TextClassificationDataset(torch.utils.data.Dataset):def __init__(self, encodings, labels):self.encodings = encodingsself.labels = labelsdef __getitem__(self, idx):item = {key: torch.tensor(val[idx]) for key, val in self.encodings.items()}item['labels'] = torch.tensor(self.labels[idx])return itemdef __len__(self):return len(self.labels)train_dataset = TextClassificationDataset(train_encodings, y_train)val_dataset = TextClassificationDataset(val_encodings, y_val)# 定义训练参数training_args = TrainingArguments(output_dir='./results',num_train_epochs=3,per_device_train_batch_size=16,per_device_eval_batch_size=64,warmup_steps=500,weight_decay=0.01,logging_dir='./logs',logging_steps=500,evaluation_strategy='steps',eval_steps=500,save_total_limit=3,save_steps=500)# 定义Trainer对象trainer = Trainer(model=model,args=training_args,train_dataset=train_dataset,eval_dataset=val_dataset)# 训练模型trainer.train()# 评估模型trainer.evaluate()
本来还想让它在增加一点其他的功能，但是奈何它的最大长度的限制，我也就只能作罢。
8. 感想
是我自取其辱了（bushi）。
总的来说，关于知识点方面，该说不说，它并不能完全替代我的老师，对于这些知识点，只能说达到及格的水平（作为一个老师的标准），尤其是对知识不能做到实时更新，官方说它的知识只能到2021年，后续的知识它并不能做到自学，只能通过不断地喂入数据才能精进。
关于代码生成方面，虽然每次都能给我生成出来我想要的代码，但是每次生成的代码都是差异很大的，不能在代码的基础上增加新的功能，这个我觉得主要是它只是记住了代码的内容，并不能做到对代码的逻辑做到了如指掌，个人猜测是根据我们输入的关键词去匹配它知识库里面的代码，然后选一个匹配度很高的代码返回，如果能搜索到的话，如果搜索不到就需要对部分代码进行拼接操作了。
