backward梯度返回顺序要求（forward的输入、backward的输出）

源于：通义千问

在PyTorch的自定义Function中，backward方法返回的梯度顺序必须与前向传播(forward)方法中的输入参数顺序相一致。这意味着backward方法返回的梯度列表（或元组）中的每个元素对应于forward方法的一个输入参数，按照相同的顺序排列。

具体规则

1. 顺序一致性：backward方法返回的梯度顺序应该和forward方法接收的输入参数顺序完全一致。例如，如果forward方法的第一个输入是input1，那么backward方法返回的第一个梯度就应该是关于input1的梯度。

2. 忽略不需要梯度的输入：对于那些设置了requires_grad=False的输入，或者任何不涉及梯度计算的输入，在backward方法中可以返回None作为它们的梯度。

3. 输出梯度参数：backward方法的第一个参数（除了ctx之外）通常是相对于前向方法输出的梯度，这个是由调用.backward()时传递的参数决定的。

示例说明

假设你有如下自定义的Function：

class CustomFunction(torch.autograd.Function):
    @staticmethod
    def forward(ctx, input1, input2, input3):
        ctx.save_for_backward(input1, input2)  # 假设只需要保存input1和input2
        output = input1 * input2 + input3
        return output
    
    @staticmethod
    def backward(ctx, grad_output):
        input1, input2 = ctx.saved_tensors
        
        # 计算梯度
        grad_input1 = grad_output * input2
        grad_input2 = grad_output * input1
        grad_input3 = torch.ones_like(input3)  # 假设input3的梯度为全1
        
        # 输出梯度信息（可选）
        print(f"Gradient for input1: {grad_input1}")
        print(f"Gradient for input2: {grad_input2}")
        print(f"Gradient for input3: {grad_input3}")

        return grad_input1, grad_input2, grad_input3

在这个例子中，forward方法接收了三个输入：input1, input2, 和 input3。因此，在backward方法中，你应该按照同样的顺序返回这三个输入对应的梯度，即grad_input1, grad_input2, 和 grad_input3。

特别注意

• 如果某些输入不需要梯度（比如设置了requires_grad=False），你可以直接在backward方法中对这些输入返回None。例如，如果你知道input3不需要梯度，你可以修改返回语句为return grad_input1, grad_input2, None。
• 确保正确地处理所有可能的输入情况，以避免在运行时出现错误。

总之，backward方法返回的梯度顺序应当与forward方法接收的输入参数顺序严格保持一致，这是确保PyTorch能够正确分配梯度给相应变量的关键。