Octave 学习总结(一)

注:本文是在观看了吴恩达老师的机器学习课程后进行的关于 Octave 的总结。以下所有命令都在 Octave 的命令行中完成。

   Octave 是一种编程语言,旨在解决线性和非线性的数值计算问题。GNU Octave下载地址

1. 基本操作

  • 加法:+
octave:1> 6 + 3
ans =  9
  • 减法:-
octave:2> 9 - 5
ans =  4
  • 乘法:*
octave:3> 3 * 5
ans =  15
  • 除法:/
octave:4> 8 / 2
ans =  4
  • 指数运算:^
octave:5> 2 ^ 10
ans =  1024

  在 Octave 中使用 % 来进行注释, % 后的语句不会执行。

octave:6> 4 * 5 % * 6
ans =  20

  还有常见的逻辑运算:等于 (==) 、不等于 (~=) 、与 (&&) 、或 (||) ,并用 0 表示为真(True), 1 表示为假(False)。还有异或运算 xor ,如 xor(0,1) 。

octave:7> 4 == 6
ans = 0
octave:8> 5 ~= 7
ans = 1
octave:9> 1 && 0
ans = 0
octave:10> 1 || 0
ans = 1
octave:11> xor(0,1)
ans = 1

  使用 PS1 命令可以更改等待命令的样式,如将上面的 " octave:11> " 更改为 " haixin>> " 可以使用如下命令:PS1('haixin>>');

octave:12> PS1('haixin>>');
haixin>>

2. 变量

  可以使用如下语句: a = 3 给变量 a 赋值 3 ,上述语句会打印结果,如果使用 a = 6; 语句则不会打印结果(但会将变量 a 的值更改为 6 )。在 Octave 中 " ; " 不会将语句的执行结果输出。如果想看变量 a 的值,只需输入变量名,或者使用语句 disp(a) ,可以实现同一个功能 。

haixin>>a = 3
a =  3
haixin>>a = 6;
haixin>>a
a =  6
haixin>>disp(a)
 6

  也可以给变量赋值为字符串或者布尔值。

haixin>>b = 'hello world'
b = hello world
haixin>>c = (4 <= 5)
c = 1

   format long 命令输出字符串默认的位数,format short 命令输出少量小数点后位数。也可以使用类似 C语言 风格的格式化字符串来控制打印结果, "0.2%f" 表示 代替 d 放在这里 并显示 d 值的小数点后两位数字 。(注: pi 为圆周率 π 。)

haixin>>d = pi
d =  3.1416
haixin>>format long
haixin>>d
d =  3.141592653589793
haixin>>format short
haixin>>d
d =  3.1416
haixin>>disp(sprintf('2 decimals:%0.2f', d))
2 decimals:3.14
haixin>>disp(sprintf('6 decimals:%0.6f', d))
6 decimals:3.141593

3. 向量与矩阵

  例如,建立一个矩阵 A 输入 A = [1 3; 2 6; 3 9] 这会产生一个 三行两列的矩阵 A 其第一行是 1 3 ,第二行是 2 6, 第三行是 3 9,分号的作用其实就是在矩阵内换行到下一行。或者也可以使用矩阵 B 的方式建立一个矩阵。

haixin>>A = [1 3; 2 6; 3 9]
A =

   1   3
   2   6
   3   9
haixin>>B = [1,2;
> 3,4;
> 5,6]
B =

   1   2
   3   4
   5   6

  使用命令 V1 = [1 2 3] 可以建立一个 1 * 3 的行向量( 1行 3 列 )。使用命令 V2 = [1; 2; 3] 可以建立一个 3 * 1 的列向量( 3行 1 列 )。

haixin>>V1 = [1 2 3]
V1 =

   1   2   3

haixin>>V2 = [1; 2; 3]
V2 =

   1
   2
   3

  有一些便捷操作,如:V3 = 1:0.1:2 ,会从数值 1 开始,增量(步长)为 0.1 ,直到
增加到 2 ,按照这样的方法得到一个行向量 V3 。使用 V4 = 1: 6 可以给集合 V4 赋值 1 至 6 的六个整数(省略了步长,默认为1)。

haixin>>V3 = 1:0.1:2
V3 =

    1.0000    1.1000    1.2000    1.3000    1.4000    1.5000    1.6000    1.7000    1.8000    1.9000    2.0000

haixin>>V4 = 1: 6
V4 =

   1   2   3   4   5   6

  当然,也有一些快捷方式生成矩阵。例如 "ones(2, 3)",可以生成一个元素全为 1 的 2 行 3 列的矩阵。"zeros(1, 4)",可以生成一个元素全为 0 的 1 行 4 列的矩阵。"eye( 4)",可以生成一个主对角线元素全为 1 ,其余元素全为 0 的单位矩阵。"rand(3, 3)",可以生成一个元素全为 0 到 1 之间的随机数的 3 行 3 列的矩阵(均值为 0.5)。"randn(1, 5)",可以生成一个元素符合高斯分布(均值为0,标准差/方差为1)的 1 行 5 列的矩阵。

  正态分布(Normal distribution),也称“常态分布”,又名高斯分布(Gaussian distribution)。最早由A.棣莫弗在求二项分布的渐近公式中得到。C.F.高斯在研究测量误差时从另一个角度导出了它。P.S.拉普拉斯和高斯研究了它的性质。是一个在数学、物理及工程等领域都非常重要的概率分布,在统计学的许多方面有着重大的影响力。
  正态曲线呈钟型,两头低,中间高,左右对称因其曲线呈钟形,因此人们又经常称之为钟形曲线。
若随机变量X服从一个数学期望为μ、方差为σ2的正态分布,记为N(μ,σ2)。其概率密度函数为正态分布的期望值μ决定了其位置,其标准差σ决定了分布的幅度。当μ = 0,σ = 1时的正态分布是标准正态分布。
  参考自百度百科:正态分布

haixin>>ones(2, 3)
ans =

   1   1   1
   1   1   1

haixin>>zeros(1, 4)
ans =

   0   0   0   0

haixin>>eye(4)
ans =

Diagonal Matrix

   1   0   0   0
   0   1   0   0
   0   0   1   0
   0   0   0   1

haixin>>rand(3, 3)
ans =

   0.6677270   0.5558418   0.3013639
   0.0488184   0.3312057   0.0285294
   0.0973486   0.6605332   0.0053380

haixin>>randn(1, 5)
ans =

  -0.51055   1.57464   0.62477  -0.27377   0.27106

  使用直方图来演示高斯分布。命令 "hist(W)" 为绘制向量W直方图。

haixin>>W = randn(1, 10000);
haixin>>hist(W)
haixin>>hist(W, 50)
hist(W)

hist(W, 50)

  在 Octave 中,可以使用 help 加 方法名 来查看帮助

haixin>>help eye
'eye' is a built-in function from the file libinterp/corefcn/data.cc

 -- eye (N)
 -- eye (M, N)
 -- eye ([M N])
 -- eye (..., CLASS)
     Return an identity matrix.

     If invoked with a single scalar argument N, return a square NxN
     identity matrix.

     If supplied two scalar arguments (M, N), 'eye' takes them to be the
     number of rows and columns.  If given a vector with two elements,
     'eye' uses the values of the elements as the number of rows and
     columns, respectively.  For example:

          eye (3)
           =>  1  0  0
               0  1  0
               0  0  1

     The following expressions all produce the same result:

          eye (2)
          ==
          eye (2, 2)
          ==
          eye (size ([1, 2; 3, 4]))

     The optional argument CLASS, allows 'eye' to return an array of the
     specified type, like

          val = zeros (n,m, "uint8")

     Calling 'eye' with no arguments is equivalent to calling it with an
     argument of 1.  Any negative dimensions are treated as zero.  These
     odd definitions are for compatibility with MATLAB.

     See also: speye, ones, zeros.

Additional help for built-in functions and operators is
available in the online version of the manual.  Use the command
'doc <topic>' to search the manual index.

Help and information about Octave is also available on the WWW
at https://www.octave.org and via the help@octave.org
mailing list.
haixin>>help help
'help' is a function from the file D:\Octave\Octave-4.4.1\share\octave\4.4.1\m\help\help.m

 -- help NAME
 -- help --list
 -- help .
 -- help
     Display the help text for NAME.

     For example, the command 'help help' prints a short message
     describing the 'help' command.

     Given the single argument '--list', list all operators, keywords,
     built-in functions, and loadable functions available in the current
     session of Octave.

     Given the single argument '.', list all operators available in the
     current session of Octave.

     If invoked without any arguments, 'help' displays instructions on
     how to access help from the command line.

     The help command can provide information about most operators, but
     NAME must be enclosed by single or double quotes to prevent the
     Octave interpreter from acting on NAME.  For example, 'help "+"'
     displays help on the addition operator.

     See also: doc, lookfor, which, info.

Additional help for built-in functions and operators is
available in the online version of the manual.  Use the command
'doc <topic>' to search the manual index.

Help and information about Octave is also available on the WWW
at https://www.octave.org and via the help@octave.org
mailing list.

  最后,使用 " quit " 或者 " exit " 命令可以退出 Octave 。

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