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- description
- 负责《Paddle API 对齐 PyTorch 项目》中 Step1 选择方案,分析 PyTorch API 与 Paddle API 之间的差异,制定合适的 API 改动方案
- disable-model-invocation
- false
# 一、候选方案
## 方案 1:Python 装饰器
**适用场景**:
参数顺序不同、参数个数不同、参数类型不同、参数名不同
**适用条件**(必须满足):
1. API 路径一致
2. 重载条件:两套签名必须存在参数特征差异(个数、类型、名称至少一项不同),且根据调用时传入的参数能够唯一判定应该使用哪个签名:
- 参数个数不同:如 func(a) vs func(a, b),根据传入的参数个数不同,可以唯一确定调用的是哪个函数。(默认参数可不传入,不计入个数)
- 参数类型不同:如 func(x: Tensor, y: Tensor) vs func(x: Tensor, y: int),根据传入的第二个位置参数的类型不同,可以唯一确定调用的是哪个函数。
- 参数名称不同:如 func(a, b) vs func(a, c),根据调用时使用的关键字参数名不同(如 `func(a=1, b=2)` vs `func(a=1, c=2)`),可以唯一确定调用的是哪个函数。
**优点**:灵活性强,兼容性好
**缺点**:性能低于 C++ 下沉实现
## 方案 2:C++ 下沉
**适用场景**:
仅涉及参数名不同或仅多 out 参数的情况
**适用条件**(必须全部满足):
1. API 路径一致
2. API 名称和 `_C_ops.xxx` 的 OP 名称一致
- ✅ 正确示例:`paddle.atan` 调用 `_C_ops.atan`
- ❌ 错误示例:`paddle.select_scatter` 调用 `_C_ops.set_value_with_tensor`(名称不一致)
3. API 差异**仅涉及以下情况之一或组合**:
- 仅参数名不同
- 仅多 out 参数
- 参数名不同 + 仅多 out 参数
- ❌ 不符合:多两个及以上参数、多的参数不是 `out`、涉及参数顺序差异、存在其他额外参数
**说明**:当满足此条件时,参数名映射和 out 参数都在 C++ 层统一处理,无需额外组合其他方案。
4. Python 实现中**仅有一次** `_C_ops.xxx` 调用
5. Python 实现中不涉及其他 Paddle API 调用
- ❌ **禁止**:调用任何其他 paddle API(如 `paddle.where`、`paddle.abs`、`paddle.flatten`、`paddle.full`、`paddle.cast` 等)
- ❌ **禁止**:调用 Tensor 方法(如 `x.flatten()`、`x.reshape()`、`x.unsqueeze()`、`x.cast()` 等,这些等同于调用 paddle API)
- ❌ **禁止**:使用 `paddle.full_like`、`paddle.zeros_like`、`paddle.cast` 等
- ✅ **允许**:Python 内置函数(如 `len()`、`isinstance()`、`list()`、`range()` 等)
- ✅ **允许**:简单的属性访问(如 `x.shape`、`x.dtype`、`x.ndim` 等)
- ✅ **允许**:简单的算术运算(如 `index + 1`、`axis < 0` 等)
6. `_C_ops.xxx` 前面**无复杂前处理逻辑**,前处理逻辑(如存在)容易改写为 C++
- ❌ **复杂前处理**(不满足条件):
- 涉及多个 paddle API 调用的逻辑(如 `fill_constant`、`paddle.where`、`paddle.cast` 等)
- 复杂的 shape 处理逻辑(如 `reshape`、`transpose`、`flatten` 等)
- 条件分支中的 paddle API 调用
- 循环中的 paddle API 调用
- ✅ **简单前处理**(满足条件):
- 仅做参数校验(如 `isinstance()`、类型检查、范围检查)
- 仅做参数类型转换(如 `convert_np_dtype_to_dtype_`)
- 仅做简单参数处理(如负索引转正索引、默认值设置)
- 仅做属性获取(如 `x.shape`、`x.dtype`)
**优点**:性能最优
**缺点**:限制条件很多,需严格满足
## 方案 3:修改原有 API
**适用场景**:
同方案 1(参数顺序、个数、类型、名称差异),但通过直接修改原 API 实现而非装饰器
**适用条件**(必须全部满足):
1. API 路径一致
2. 修改必须能保持后向兼容性
**不适用条件**(❌ 禁止):
- 改变已有参数顺序
- 改变已有参数名称
- 修改返回值类型
- 删除现有参数
- 修改现有参数的默认行为
**修改模式**:
- 新增参数:向现有 API 添加新参数
- 扩展参数类型/功能:对已有参数扩展新功能同时保留原有功能
## 方案 4:新增 API
**适用场景**:
- API 路径不一致
- 仅 API 调用方式不一致
- 组合替代实现
- API 别名
- 功能缺失
**修改模式**:
1. 新增 API 别名:PyTorch API 与 Paddle API 功能完全一致,仅 API 路径/名称不同
2. 新增 Python 层 API:需在 Python 层实现新 API
3. 新增 OP:需在 C++ 层新增底层算子
## 方案 5:新增 compat 类型 API
**适用条件**(必须全部满足):
1. API 路径一致
2. 不满足方案 1/2/3 的适用条件
**典型场景**:
- API 路径一致,但修改原有 API 会破坏后向兼容性(如修改返回值类型)
- API 路径一致,但不满足装饰器的重载条件
**不适用条件**(❌ 禁止):
- API 路径不一致
**实现要点**:
- 新增兼容 API 位于 `paddle.compat.*` 路径下,不影响原 Paddle API
# 二、标准工作流程
## Step 1: 获取差异信息
**三种信息源均需获取,综合判断**,且遵循以下核心原则:
**信息更新延迟说明**:可能存在 Paddle 源码已修改,但差异文档或转写配置还未来得及更新的情况。因此需要综合三种信息源判断,源码反映真实情况。
### 信息 1:差异文档
**查阅路径**:
```
${ROOT_DIR}/docs/docs/guides/model_convert/convert_from_pytorch/api_difference/torch.{api_name}.md
```
**注意事项**:
- **文档可能滞后或有误**:发现问题时应自行分析,或结合转写配置/Paddle 源码进一步确认
- **标题不代表全部**:一个 API 可能涉及多种差异,文档标题仅反映主要分类,**必须通读完整参数映射表提取所有差异**,不能仅看标题
- **忽略参数规则**:
- torch 侧忽略:`generator`、`memory_format`、`layout`
- paddle 侧忽略:`name`
- 其他参数不可忽略
### 信息 2:转写配置
**查阅路径**:
```
${ROOT_DIR}/PaConvert/paconvert/api_mapping.json
${ROOT_DIR}/PaConvert/paconvert/attribute_mapping.json
```
**根据 Matcher 类型分析差异分类**:
| Matcher 类型 | 对应差异分类 |
|--------------|-------------|
| `ChangePrefixMatcher` | API 完全一致 |
| `ChangeAPIMatcher` / `NumelMatcher` / `TensorFunc2PaddleFunc` / `Func2Attribute` / `Attribute2Func` | 仅 API 调用方式不一致(若同时包含 `unsupport_args`、`kwargs_change` 字段,则存在多重差异) |
| `GenericMatcher` | 参数名不一致 / paddle 参数更多 / 参数默认值不一致 / torch 参数更多 |
| 其他自定义 Matcher | 参数用法/类型不一致 / 组合替代实现 |
**根据配置字段分析差异**:
| 字段名 | 对应差异分类 |
|--------|-------------|
| `paddle_api` | API 映射关系 |
| `kwargs_change` | 参数名不一致 |
| `unsupport_args` | torch 参数更多(部分不支持) |
| `paddle_default_kwargs` | 参数默认值不一致 / paddle 参数更多 |
**注意**:更多 Matcher 类型可参考 `api_matcher.py` 源码分析。
### 信息 3:源码分析
自行获取 PyTorch API 和 Paddle API 的信息,进行对比分析。
获取方式请参考`api-compatibility/SKILL.md` 中的「API 信息获取方式」内容。
### 综合判定规则
1. **优先级规则**:若任意一种信息源判定为"API 完全一致",则最终结果为"API 完全一致"
2. **多数一致规则**:若多种信息源对同一差异点有一致的判定,采纳该判定
3. **源码优先规则**:当信息源之间判定不一致时,以源码分析结果为准(源码反映真实情况)
## Step 2:提取差异信息
根据获取到的 PyTorch API 与 Paddle API 信息,提取以下内容:
| 项目 | 内容 |
|------|------|
| API 映射 | PyTorch API vs 对应的 Paddle API(可能为空)|
| 差异分类 | 可包含多种差异分类 |
| 参数映射 | 参数对应关系和差异说明 |
| 转写示例 | 代码转换示例 |
候选差异分类为:
| 序号 | 差异分类 | 说明 |
|:---:|:---|---|
| 1 | API 完全一致 | 无差异,无需改动 |
| 2 | 仅 API 调用方式不一致 | API 路径不一致,但参数完全相同 |
| 3 | 仅参数名不一致 | 参数功能相同但参数名称不同 |
| 4 | paddle 参数更多 | Paddle 支持更多参数 |
| 5 | 参数默认值不一致 | 参数默认值不同 |
| 6 | torch 参数更多 | PyTorch 支持更多参数 |
| 7 | 输入参数用法不一致 | 参数处理方式不同 |
| 8 | 输入参数类型不一致 | 参数类型要求不同 |
| 9 | 返回参数类型不一致 | 返回值类型或结构不同 |
| 10 | 组合替代实现 | PyTorch API 需多个 Paddle API 组合实现 |
| 11 | 可删除 | PyTorch API 在 Paddle 中可直接删除 |
| 12 | API 别名 | PyTorch API 是其他 API 的别名 |
| 13 | 功能缺失 | Paddle 暂无等效实现 |
## Step 3: 方案选择
### 3.1 判断 API 路径一致性
**定义**:API 路径 = 去掉框架前缀后的调用路径(包括名称)。
**判断方法**:执行 `python -c "import paddle; paddle.{path}"` 验证是否存在。
| PyTorch API | API 路径 | Paddle 对应 | 路径一致性 |
|-------------|---------|-------------|:---:|
| `torch.trunc` | `trunc` | `paddle.trunc` | ✅ 一致 |
| `torch.histc` | `histc` | `paddle.histogram` | ❌ 不一致 |
| `torch.Tensor.addmv_` | `Tensor.addmv_` | 无 | ❌ 不一致 |
| `torch.autograd.enable_grad` | `autograd.enable_grad` | `paddle.autograd.enable_grad` | ✅ 一致 |
**示例**:
```bash
python -c "import paddle; paddle.trunc" # 存在 → 路径一致
python -c "import paddle; paddle.addmv" # AttributeError → 路径不一致
python -c "import paddle; paddle.Tensor.addmv_" # AttributeError → 路径不一致
```
**输出**:记录路径一致性结果(一致/不一致),用于选择流程图。
### 3.2 执行选择流程
根据 3.1 的路径一致性结果选择流程图:**路径不一致** → 选择流程图 A;**路径一致** → 选择流程图 B。
**针对每个差异分类独立执行流程图**,得到对应方案:
- 仅一个差异分类 → 直接输出该方案
- 多个差异分类 → 按 3.3 规则组合
**选择流程图 A:路径不一致**
```
API 路径不一致
│
├──→ 1. API 完全一致 → 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│
├──→ 2. 仅 API 调用方式不一致 → 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│
├──→ 3. 仅参数名不一致 → 满足方案 2 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 2(C++ 下沉)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 1(Python 装饰器)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│
├──→ 4. paddle 参数更多 → 是否影响对齐?
│ ├──→ 否 → 无需修改 → 得到方案
│ └──→ 是 → 满足方案 3 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 3(修改原有 API)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 4(新增 Python 层 API)→ 得到方案
│
├──→ 5. 参数默认值不一致 → 是否影响对齐?
│ ├──→ 否 → 无需修改 → 得到方案
│ └──→ 是 → 满足方案 3 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 3(修改原有 API)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 4(新增 Python 层 API)→ 得到方案
│
├──→ 6. torch 参数更多
│ │
│ ├──→ 仅多 out 参数 → 满足方案 2 条件?
│ │ ├──→ 是 → 方案 2(C++ 下沉)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│ │ └──→ 否 → 方案 3(修改原有 API,新增 out 参数)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│ │
│ └──→ 多其他参数(非仅 out)→ 满足方案 3 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 3(修改原有 API)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 满足方案 1 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 1(Python 装饰器)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 4(新增 Python 层 API)→ 得到方案
│
├──→ 7. 输入参数用法不一致 → 满足方案 3 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 3(修改原有 API)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 满足方案 1 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 1(Python 装饰器)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 4(新增 Python 层 API)→ 得到方案
│
├──→ 8. 输入参数类型不一致 → 满足方案 3 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 3(修改原有 API)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 满足方案 1 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 1(Python 装饰器)+ 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 4(新增 Python 层 API)→ 得到方案
│
├──→ 9. 返回参数类型不一致 → 方案 4(新增 Python 层 API)→ 得到方案
│
├──→ 10. 组合替代实现 → 方案 4(新增 Python 层 API)→ 得到方案
│
├──→ 11. 可删除 → 无需修改 → 得到方案
│
├──→ 12. API 别名 → 方案 4(新增 API 别名)→ 得到方案
│
└──→ 13. 功能缺失 → 方案 4(新增 Python 层 API 或 C++ 算子)→ 得到方案
```
**选择流程图 B:路径一致**
```
API 路径一致
│
├──→ 1. API 完全一致 → 无需修改 → 得到方案
│
├──→ 2. 仅 API 调用方式不一致 → 不可能出现(路径一致时此分类不存在)
│
├──→ 3. 仅参数名不一致 → 满足方案 2 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 2(C++ 下沉)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 1(Python 装饰器)→ 得到方案
│
├──→ 4. paddle 参数更多 → 是否影响对齐?
│ ├──→ 否 → 无需修改 → 得到方案
│ └──→ 是 → 满足方案 3 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 3(修改原有 API)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 5(新增 compat 类型 API)→ 得到方案
│
├──→ 5. 参数默认值不一致 → 是否影响对齐?
│ ├──→ 否 → 无需修改 → 得到方案
│ └──→ 是 → 满足方案 3 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 3(修改原有 API)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 5(新增 compat 类型 API)→ 得到方案
│
├──→ 6. torch 参数更多
│ │
│ ├──→ 仅多 out 参数 → 满足方案 2 条件?
│ │ ├──→ 是 → 方案 2(C++ 下沉)→ 得到方案
│ │ └──→ 否 → 方案 3(修改原有 API,新增 out 参数)→ 得到方案
│ │
│ └──→ 多其他参数(非仅 out)→ 满足方案 3 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 3(修改原有 API)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 满足方案 1 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 1(Python 装饰器)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 5(新增 compat 类型 API)→ 得到方案
│
├──→ 7. 输入参数用法不一致 → 满足方案 3 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 3(修改原有 API)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 满足方案 1 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 1(Python 装饰器)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 5(新增 compat 类型 API)→ 得到方案
│
├──→ 8. 输入参数类型不一致 → 满足方案 3 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 3(修改原有 API)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 满足方案 1 条件?
│ ├──→ 是 → 方案 1(Python 装饰器)→ 得到方案
│ └──→ 否 → 方案 5(新增 compat 类型 API)→ 得到方案
│
├──→ 9. 返回参数类型不一致 → 方案 5(新增 compat 类型 API)→ 得到方案
│
├──→ 10. 组合替代实现 → 不可能出现(路径一致时此分类不存在)
│
├──→ 11. 可删除 → 无需修改 → 得到方案
│
├──→ 12. API 别名 → 不可能出现(路径一致时此分类不存在)
│
└──→ 13. 功能缺失 → 不可能出现(路径一致时此分类不存在)
```
### 3.3 多差异分类组合选择
当 API 存在多个差异分类时,**逐个差异分类独立查阅流程图,再合并方案**。
**合并规则**:
| 规则 | 条件 | 操作 |
|------|------|------|
| 去重 | 多个差异分类对应相同方案 | 只保留一个 |
| 互斥 | 方案 2 与方案 1 同时出现 | 仅保留方案 2 |
| 组合 | 不同方案且不互斥 | 按编号升序,用 `+` 连接 |
**示例**:
| API | 差异分类 | 查流程图结果 | 合并结果 |
|-----|----------|----------|----------|
| torch.atan | 参数名不一致 + torch 参数更多(仅多 out 参数) | 参数名不一致 → 方案 2;torch 参数更多(仅多 out 参数) → 方案 2 | 方案 2(去重) |
| torch.logspace | 参数名不一致 + torch 参数更多 | 参数名不一致 → 方案 1;torch 参数更多 → 方案 3 | 方案 3 + 方案 1 |
# 三、输出要求
**重要**:本 SKILL 以 agent 模式执行,上下文不共享。完成选择后,必须按以下格式输出完整信息,供后续步骤使用。
## 输出格式
```
### [序号] PyTorch API 名称
**基本信息**
- PyTorch API:`完整签名`
- Paddle API:`完整签名`(如无对应则填"无")
- 实现位置:`文件路径:行号`(如未获取则填"未获取")
**差异分析**
- API 路径一致性:一致 / 不一致
- 差异分类:`分类名称`(多个分类用" + "连接)
- 具体差异:
- 参数名映射:`torch 参数 → paddle 参数`(如有)
- 额外参数:torch 多出 `xxx, yyy`(如有)
- 参数类型:`参数名: torch 类型 vs paddle 类型`(如有)
**方案选择**
- 选择方案:`方案 N(方案名称)` 或 `方案 N1 + 方案 N2`
- 选择理由:`简述选择理由`
- 组合说明:`分别说明各方案解决的差异点`(仅组合方案需要)
```
## 示例
**示例 1:单方案**
```
### [1] torch.atan
**基本信息**
- PyTorch API:`torch.atan(input, *, out=None)`
- Paddle API:`paddle.atan(x, name=None, *, out=None)`
- 实现位置:`python/paddle/tensor/math.py:45`
**差异分析**
- API 路径一致性:一致
- 差异分类:参数名不一致 + torch 参数更多(仅多 out 参数)
- 具体差异:
- 参数名映射:`input → x`
- 额外参数:torch 多出 `out`
**方案选择**
- 选择方案:方案 2(C++ 下沉)
- 选择理由:API 路径一致;差异为"参数名不同 + 仅多 out 参数",满足方案 2 条件 3;且满足 C++ 下沉全部其他条件(调用 `_C_ops.atan`、无其他 Paddle API 调用、无复杂前处理)。
```
**示例 2:组合方案**
```
### [2] torch.logspace
**基本信息**
- PyTorch API:`torch.logspace(start, end, steps, base=10.0, *, out=None, dtype=None, layout=None, device=None, requires_grad=False)`
- Paddle API:`paddle.logspace(start, stop, num, base=10.0, dtype=None, name=None)`
- 实现位置:`python/paddle/tensor/creation.py:557-749`
**差异分析**
- API 路径一致性:一致
- 差异分类:参数名不一致 + torch 参数更多(多 out/device/requires_grad 等参数)
- 具体差异:
- 参数名映射:`end → stop, steps → num`
- 额外参数:torch 多出 `out, device, requires_grad`
**方案选择**
- 选择方案:方案 3 + 方案 1
- 选择理由:API 路径一致;新增 out/device/requires_grad 参数可保持后向兼容;参数名差异需通过装饰器适配。
- 组合说明:方案 3 处理 torch 参数更多(新增参数);方案 1 处理参数名不一致。
```
# 四、注意事项
**读取或修改 Python 实现时,忽略静态图部分**(LayerHelper 分支代码不再维护)
# 五、常见问题处理
### Q1:为什么 torch.histc 不能选择方案 5?
**答**:方案 5(新增 compat 类型 API)要求 API 路径一致。torch.histc 对应的 Paddle API 是 `paddle.histogram`,API 路径不一致(`histc` vs `histogram`),所以必须选择方案 4。
### Q2:API 路径不一致时,方案 1/2/3 还能用吗?
**答**:可以组合使用,但执行顺序很重要:
1. **先执行方案 1/2/3**:修改原 Paddle API(如新增参数、适配参数名等)
2. **再执行方案 4**:新增 API 别名指向修改后的原 API
**示例**:`torch.histc` vs `paddle.histogram`
- **步骤 1**:方案 3 修改 `paddle.histogram`,新增 `out` 参数支持
- **步骤 2**:方案 4 新增 `paddle.histc` 作为 `paddle.histogram` 的别名
**输出方案**:方案 3 + 方案 4(新增 API 别名)
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