pytorch api文档：torch.empty() 和 torch.zeros()、torch.ones() 区别-马育民老师

# 核心区别对比

先通过表格直观对比三者的关键差异：

| 特性                | torch.empty()                | torch.zeros()                | torch.ones()                 |
|---------------------|------------------------------|------------------------------|------------------------------|
| **数据初始化**      | 未初始化，值为内存随机垃圾值 | 初始化，所有元素填充为 0     | 初始化，所有元素填充为 1     |
| **创建速度**        | 最快（仅分配内存，不填值）   | 较慢（分配内存 + 填充 0）    | 较慢（分配内存 + 填充 1）    |
| **数值可用性**      | 不可直接使用，需手动赋值     | 可直接使用（值为 0）         | 可直接使用（值为 1）         |
| **内存占用**        | 同形状下三者一致             | 同形状下三者一致             | 同形状下三者一致             |

## 适用场景

#### torch.empty()
1. 你需要先分配内存，后续会通过赋值（如 `tensor.fill_(5)`）、运算（如 `tensor = x + y`）等方式**完全覆盖**张量所有值；
2. 追求极致的创建速度，且能确保使用前填充有效数据。

#### torch.zeros()/ones()
1. 你需要直接使用初始化好的全 0/全 1 张量（比如作为初始值、掩码、偏置项等）；
2. 对创建速度要求不高，且需要张量有明确的初始值，避免随机值导致的错误。

# 例子

```python
import torch

# 1. torch.empty()：未初始化，随机值
empty_tensor = torch.empty(2, 2)
print("torch.empty(2,2) 结果（随机值）：")
print(empty_tensor)
# 输出示例（每次运行值不同）：
# tensor([[1.4013e-45, 0.0000e+00],
#         [0.0000e+00, 0.0000e+00]])

# 2. torch.zeros()：初始化，全 0
zeros_tensor = torch.zeros(2, 2)
print("\ntorch.zeros(2,2) 结果（全 0）：")
print(zeros_tensor)
# 输出：
# tensor([[0., 0.],
#         [0., 0.]])

# 3. torch.ones()：初始化，全 1
ones_tensor = torch.ones(2, 2)
print("\ntorch.ones(2,2) 结果（全 1）：")
print(ones_tensor)
# 输出：
# tensor([[1., 1.],
#         [1., 1.]])
```

### 性能对比（创建大张量）
`torch.empty()` 因为跳过了“填充数据”步骤，创建大张量时速度优势明显，我们可以用代码验证：
```python
import time

# 创建 10000x10000 的大张量，测试耗时
start = time.time()
torch.empty(10000, 10000)
empty_time = time.time() - start

start = time.time()
torch.zeros(10000, 10000)
zeros_time = time.time() - start

start = time.time()
torch.ones(10000, 10000)
ones_time = time.time() - start

print(f"torch.empty() 耗时：{empty_time:.4f} 秒")
print(f"torch.zeros() 耗时：{zeros_time:.4f} 秒")
print(f"torch.ones() 耗时：{ones_time:.4f} 秒")

# 输出示例（仅供参考，取决于硬件）：
# torch.empty() 耗时：0.0010 秒
# torch.zeros() 耗时：0.0820 秒
# torch.ones() 耗时：0.0815 秒
```

# 总结

1. **核心差异**：`empty()` 是“只分配内存不初始化”，`zeros()`/`ones()` 是“分配内存 + 填充固定值”；
2. **速度差异**：`empty()` 创建速度远快于后两者，尤其创建大张量时差距明显；
3. **使用选择**：需要直接用有意义值选 `zeros()`/`ones()`，需要先占内存后填值选 `empty()`。

原文出处：http://www.malaoshi.top/show_1GW2anwCHnKf.html