.. _guide_cn-nn-heterograph: 3.3 异构图上的GraphConv模块 -------------------------------- :ref:`(English Version) ` DGL提供了 :class:`~dgl.nn.pytorch.HeteroGraphConv`,用于定义异构图上GNN模块。 实现逻辑与消息传递级别的API :meth:`~dgl.DGLGraph.multi_update_all` 相同,它包括: - 每个关系上的DGL NN模块。 - 聚合来自不同关系上的结果。 其数学定义为: .. math:: h_{dst}^{(l+1)} = \underset{r\in\mathcal{R}, r_{dst}=dst}{AGG} (f_r(g_r, h_{r_{src}}^l, h_{r_{dst}}^l)) 其中 :math:`f_r` 是对应每个关系 :math:`r` 的NN模块,:math:`AGG` 是聚合函数。 HeteroGraphConv的实现逻辑 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ .. code:: import torch.nn as nn class HeteroGraphConv(nn.Module): def __init__(self, mods, aggregate='sum'): super(HeteroGraphConv, self).__init__() self.mods = nn.ModuleDict(mods) if isinstance(aggregate, str): # 获取聚合函数的内部函数 self.agg_fn = get_aggregate_fn(aggregate) else: self.agg_fn = aggregate 异构图的卷积操作接受一个字典类型参数 ``mods``。这个字典的键为关系名,值为作用在该关系上NN模块对象。参数 ``aggregate`` 则指定了如何聚合来自不同关系的结果。 .. code:: def forward(self, g, inputs, mod_args=None, mod_kwargs=None): if mod_args is None: mod_args = {} if mod_kwargs is None: mod_kwargs = {} outputs = {nty : [] for nty in g.dsttypes} 除了输入图和输入张量,``forward()`` 函数还使用2个额外的字典参数 ``mod_args`` 和 ``mod_kwargs``。 这2个字典与 ``self.mods`` 具有相同的键,值则为对应NN模块的自定义参数。 ``forward()`` 函数的输出结果也是一个字典类型的对象。其键为 ``nty``,其值为每个目标节点类型 ``nty`` 的输出张量的列表, 表示来自不同关系的计算结果。``HeteroGraphConv`` 会对这个列表进一步聚合,并将结果返回给用户。 .. code:: if g.is_block: src_inputs = inputs dst_inputs = {k: v[:g.number_of_dst_nodes(k)] for k, v in inputs.items()} else: src_inputs = dst_inputs = inputs for stype, etype, dtype in g.canonical_etypes: rel_graph = g[stype, etype, dtype] if rel_graph.num_edges() == 0: continue if stype not in src_inputs or dtype not in dst_inputs: continue dstdata = self.mods[etype]( rel_graph, (src_inputs[stype], dst_inputs[dtype]), *mod_args.get(etype, ()), **mod_kwargs.get(etype, {})) outputs[dtype].append(dstdata) 输入 ``g`` 可以是异构图或来自异构图的子图区块。和普通的NN模块一样,``forward()`` 函数需要分别处理不同的输入图类型。 上述代码中的for循环为处理异构图计算的主要逻辑。首先我们遍历图中所有的关系(通过调用 ``canonical_etypes``)。 通过关系名,我们可以使用g[ ``stype, etype, dtype`` ]的语法将只包含该关系的子图( ``rel_graph`` )抽取出来。 对于二分图,输入特征将被组织为元组 ``(src_inputs[stype], dst_inputs[dtype])``。 接着调用用户预先注册在该关系上的NN模块,并将结果保存在outputs字典中。 .. code:: rsts = {} for nty, alist in outputs.items(): if len(alist) != 0: rsts[nty] = self.agg_fn(alist, nty) 最后,``HeteroGraphConv`` 会调用用户注册的 ``self.agg_fn`` 函数聚合来自多个关系的结果。 读者可以在API文档中找到 :class:~dgl.nn.pytorch.HeteroGraphConv 的示例。