小白如何学会完整挪用Github项目？（以pix2pix为例）

[目录]
0.如何完整地复现/应用一个Github项目
1.建立适用于项目的环境
2.数据准备与模型训练阶段
3.训练过程中的一些命令行调试必备知识

0.如何完整地复现/应用一个Github项目

前日~~在健身房的组间~~同一位好友交流时，得到了一个一致结论—— ** $\texttt{Github}$ 上有 $\texttt{80\%}$ 的项目都是垃圾代码**，有包括笔者在内的不少小白尝试复用某些看似高大上的项目时，发现其code存在各种千奇百怪的问题最严重时可能导致我们电脑损坏。并且，在复现项目的过程中，会涉及到许多新手不甚熟悉的常用命令行操作，因此，本文目标旨在为新手梳理复现一个可靠的 $\texttt{Github}$ 项目的完整的复现/应用过程，以及帮助大家熟悉常见的命令行操作。

首先，本文选用的是pix2pix，一个 $\texttt{star}$ 数超 $\texttt{23.9k}$ 、并且其论文发表在2017年的 $\texttt{CVPR}$ 的超强风格迁移模型（这些数据表明了这个项目是可靠的）：

pix2pix效果示例

而在此处，直接给出复现项目的一个完整流程图。这个流程图相当之重要，几乎所有的复现项目思路都是如此：

完整流程示意

如果有初学者想要挑战一下的话，不妨可以直接就着这张流程图，通过下面两种方式，试试自己能不能实现复现：

自行上 $\texttt{pix2pix}$ 官网，尤其是issues部分，这里可能有很多人与你的问题能够共鸣。
合理使用LLMs。尤其是对这种开放网站，AI的阅读效率可比人高多了：

1.建立适用于项目的环境

安装 $\texttt{pix2pix}$
- 访问pytorch-CycleGAN-and-pix2pix GitHub 仓库
- 点击页面上绿色的 “Code” 按钮，选择 “Download ZIP” 下载代码压缩包。
- 将压缩包解压到一个目录，例如："D:\Sophomore\DesignExperiment\pytorch-CycleGAN-and-pix2pix"
本地环境配置
$\ A$ ：使用 $\texttt{Docker}$

$\texttt{Docker}$ 是一个容器化平台，简单来说，它就像一个“打包好的软件箱子”。

这个箱子里包含了运行 pix2pix 所需的所有东西（比如 Python、PyTorch 等依赖项），我们无需自己手动安装这些依赖。使用 $\texttt{Docker}$ 的好处是：
- 环境一致：无论您用的是 Windows、Mac 还是 Linux，pix2pix 的运行效果都一样。
- 省去麻烦：不用自己配置复杂的深度学习环境。
但是！ 考虑到并非所有Github项目的作者都准备好了一个预构建的 $\texttt{Docker}$ 镜像，我们的重点还是讲解 $\ B$ ：

自行创建新环境：
1. 为什么要建立一个新环境？
最主要的目的还是避免与自己原有的环境相冲突。
1. 使用bash或者conda创建一个新环境
  bash命令
```
python -m venv pix2pix_env
```
  conda命令
```
conda create -n pix2pix_env python=3.11
```
  pix2pix_env是环境名，大家取啥都可以。
2. 激活该新环境并安装依赖项：
  激活环境（确保有这个步骤，避免安装到默认的base环境）：
```
conda activate pix2pix_env
```
  安装依赖项
```
pip install -r requirements.txt
```
  P.S.:requirements.txt中并不一定有运行 $\texttt{pix2pix}$ 中所需的所有库，譬如OpenCV。不过这其实也好办，大家大可以先去run后面的代码，系统提醒你还缺什么库时再安装即可。
  
  P.S.S: 如果大家使用的是VScode的话，那么选择打开终端是默认打开的powershell，而我们更习惯使用的Anaconda Prompt间存在一定区别，好奇这两种Command Line Interface(CLI)区别的读者可以阅读本人本地通过Vscode连接服务器完整流程的第一部分。总而言之就是，如果你希望再powershell中使用conda命令，你需要进行一些对于系统路径进行一些微调，可以参考此文：安装Anaconda后如何在powershell使用conda activate命令（Windows）

2.1数据准备与模型训练阶段

2.1数据准备

调用别人的模型前，肯定要仔细阅读关于数据格式的问题，pix2pix关于数据集的官方文档。

一个优秀的项目，关于如何能让别人使用，一定是说得清清楚楚的， $\texttt{pix2pix}$ 确实做到了一点。在此处不再赘述其官方处理数据的要求，只是提醒一点，务必按照指定的文件格式调用代码，比如在下面的数据合并代码中，/path/to/data/A文件夹中，一定还在在文件夹A中划分A/Test和A/Train，而非直接存放图片。在大家有足够的代码水平前，切莫随意自由发挥。

下面是从官网文档提取出的数据处理部分的代码，以及调用方式：

bash code

python datasets/combine_A_and_B.py --fold_A /path/to/data/A --fold_B /path/to/data/B --fold_AB /path/to/data

当然，想要调用上述代码，肯定得先进入存放 $\texttt{datasets}$ 的文件夹（以本人存放 $\texttt{pix2pix}$ 的 $\texttt{datasets}$ 为例）

 cd "D:\Sophomore\DesignExperiment\pytorch-CycleGAN-and-pix2pix"

具体调用代码则是：

python datasets/combine_A_and_B_new.py --fold_A "D:\Sophomore\DesignExperiment\pytorch-CycleGAN-and-pix2pix\mydatasets\X" --fold_B "D:\Sophomore\DesignExperiment\pytorch-CycleGAN-and-pix2pix\mydatasets\Y" --fold_AB "D:\Sophomore\DesignExperiment\pytorch-CycleGAN-and-pix2pix\mydatasets\Converge"

文件名中切忌空格、中文等特殊字符。

P.S.: 细心的读者会发现，为啥调用的python文件是datasets/combine_A_and_B_new.py？对，datasets/combine_A_and_B_new.py是我自己在原本的datasets/combine_A_and_B_new.py上改的，至于原因，大家看到最后一节就明白了。

2.2模型训练、保存与调用

模型训练
- P.S.: 希望完成官方自带的完整可视化的话，首先需要wandb包。下面给出的是训练模型的bash代码
```
python train.py `--dataroot "D:\Sophomore\DesignExperiment\pytorch-CycleGAN-and-pix2pix\mydatasets\Converge" `--model pix2pix `--dataset_mode aligned `--direction AB `--name just_a_try `--display_id 0 `--gpu_ids -1 `--batch_size 1
```
上述的各行代码意思应该都比较直接，比如--gpu_ids -1表示使用CPU，--display_id 0表示不启动过程中的可视化。有些训练选项是必须的，比如--name,--dataroot等等；还有一部分则是非必须的，会有默认值，比如--display_id默认是0.

上述并非全部的训练可调选项，还可以调整--niter（初始学习率下的轮数）和 --niter_decay（线性衰减学习率到零的轮数）等等，大家可以在官网 $\texttt{Github}$ 上找到完整的可调选项（不过似乎藏得挺深）。

官网给出的bash代码是写在一行之中的，考虑到事实上这样并没有那么便于阅读，本人改写成了多行的方式。“ ` （反引号 ）”类似与告诉Windows命令行“我在换行”。
模型保存（训练数据记录）与调用

训练好的模型保存在 ./checkpoints/[name] 目录下，例如我的 --name just_a_try 会保存在 ./checkpoints/just_a_try。在./checkpoints/[name]中，会有loss_log的文档记录训练过程的Loss情况。

如果希望调用模型，可以使用如下代码：

python test.py --dataroot [测试数据路径] `
--name just_a_try `
--model pix2pix`
--direction AB`

3.训练过程中的一些 $\texttt{CLI}$ 调试必备知识：如何终止进程

随着我们完成的任务难度上升，尤其是使用 $\texttt{CLI}$ 直接与电脑交互时，我们可能会遇到一些意料不到的情况：譬如，在数据合并时，如果我们真的直接在Windows系统上直接调用了combine_A_and_B.py，我们会发现自己的CPU不幸地被干烧,并且我们不知道如何停止。关于为什么会出现该情况，具体原因可以看看为什么我们需要if name == main（所以这也是为何我在前文写了combine_A_and_B_new.py文件的原因）。

现在我们来说说如何终止 $\texttt{CLI}$ 中的进程：

按下Win+X，打开“终端（管理员）”。一定要选择带“管理员”的，否则有时可能无法终止进程。
查找正在运行的python程序：
```
tasklist finstr | "python"
```
这时会弹出一串正在运行的python程序，几列的含义分别为进程名称（如python.exe，这意味着它们是由Python解释器启动的进程）、PID（Process Identifier，进程标识符）、会话类型（如Console,这意味着它们是在命令行或控制台窗口中启动的）、优先级类以及内存使用量。假定是在我们的调试情境下，那么占用内存最多的肯定就是正在~~干烧我们GPU的~~执行数据合并的程序。
于是我们根据PID精准地将其终结：