Octave (简体中文) - ArchWiki

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翻译状态：本文是 Octave 的翻译。上次翻译日期：2022-09-17。如果英文版本有所更改，则您可以帮助同步翻译。

相关文章

- Matlab
- Sage-mathematics
- Mathematica

援引自Octave 官网:

  GNU Octave 是一种解释性的高级程序设计语言, 主要应用在数值计算领域。其拥有线性和非线性问题求解，以及执行其他数值分析的能力，还为数据可视化与数据操作提供了丰富的图形功能。 Octave通常的使用方式是交互式命令行，但其也可以用来编写非交互式程序。 Octave语言与Matlab非常相似，因此在两个平台编写的大部分程序都可以很容易移植。

## 安装

安装 octave软件包。

打开GUI界面`octave --gui` ,或者打开命令行界面`octave-cli`

### 其他可供选择的图形界面

默认的 octave 图形界面 已经包含在了 octave 软件包中。除此之外，你还可以选择使用下列非官方的图形界面：

- Cantor — 一个图形用户界面，其后端的数学运算可以由以下软件之一提供 (Scilab, Maxima, Octave, R, Julia and others).

  https://edu.kde.org/cantor/ || cantor

- JupyterLab — 一个基于浏览器的交互式环境，支持多种语言作为后端，也包括Octave。

  https://github.com/jupyterlab/jupyterlab || jupyterlab+jupyter-octave_kernelAUR

### 性能

Octave默认使用blas包进行线性代数计算。然而blas的实现并未利用到现代CPU的指令集。openblas作为blas的直接替代，安装该包可提升计算性能。根据硬件配置可选择其它BLAS实现，Intel处理器可安装intel-oneapi-mkl包，NVIDIA图形处理器可安装cuda。

下面的代码估计了不同情况下计算NxN矩阵乘法的性能，以GFLOPS计：

    test_program.m

    N = 4096;
     A = single(rand(N, N));
     B = single(rand(N, N));
     start = clock();
     C = A * B;
     elapsedTime = etime(clock(), start);
     gFlops = 2 * N * N * N / (elapsedTime * 1e9)

在Intel Core i7-9750H上运行该代码：

    octave ~/test_program.m

    gFlops = 3.7222

安装openblas后，以单线程运行该代码：

    OMP_NUM_THREADS=1 octave ~/test_program.m

    gFlops = 121.55

使用全部12个线程运行该代码：

    OMP_NUM_THREADS=12 octave ~/test_program.m

    gFlops = 281.33

## Octave-Forge

Octave提供一系列的外部包，类似于Matlab的工具箱, 参见 Octave-Forge.完整包列表参见这里.

这些外部包可以 #通过Octave自带安装器安装 或者 #通过AUR安装.

### 通过Octave自带安装器安装

外部包可以通过Octave自带安装器进行管理。 一般情况下他们会被安装到 ~/octave, 当使用`-global`选项的时候会被安装到一个系统目录。

安装一个外部包：

    octave:1> pkg install -forge packagename

注意： 一些外部包, 例如 `control`, 需要 gcc-fortran 包来进行编译和安装

卸载一个外部包:

    octave:3> pkg uninstall packagename

一些包可以被Octave自动加载，对于那些没有自动加载的包:

    octave:4> pkg load packagename

不推荐加载全部的包，这可能会影响性能并造成命名冲突。如果需要加载全部包，可以调用：

    octave:5> cellfun (@(x) pkg ("load", x.name), pkg ("list"));

通过`pkg list`可以查看被加载的包,已加载的包会带有星号.

一个确保所有包都在Octave启动时加载的方法:

    /usr/share/octave/site/m/startup/octaverc

    ## System-wide startup file for Octave.
    ##
    ## This file should contain any commands that should be executed each
    ## time Octave starts for every user at this site.
     pkg load all

### 通过AUR安装

一些包可以在AUR (search packages)中找到.

适用于 Arch 的 Octave-forge 可以通过 Octave-forge helper scripts for Archlinux 实现半自动更新.

## 绘制图表

Qt是默认的绘图后端:

    >> available_graphics_toolkits
    ans =
    {
      [1,1] = fltk
      [1,2] = qt
    }
    >> graphics_toolkit
    ans = qt

你也可以选择FLTK,或者gnuplot然后通过以下命令切换绘图后端:

    >> graphics_toolkit("gnuplot");

将它添加进`~/.octaverc`以使变更一直有效.

## 读取电子表格

你可以使用`odsread`或者`xlsread`打开`.ods`, `.xls`以及`.xlsx`格式的文件,这需要安装octave-ioAUR包:

    octave:1> odsread('myfile.ods');
    octave:1> xlsread('myfile.xls');
    octave:1> xlsread('myfile.xlsx');

### 转换成CSV格式

也可以先使用LibreOffice Calc (不超过1024列)或Calligra Sheets(calligra,不超过32768列)把电子表格转换`.csv`格式.

待转换完成后您可以使用Octave内置函数`csvread`来读取`.csv`格式文件:

    octave:1> csvread('myfile.csv');

## 疑难解答

### Zsh Undecodable Token

如果显示了下面的错误：

    undecodable token: b(hex)[23m

安装grml-zsh-config并重新登录。

### vi Mode Undecodable Token

为vi-mode模式配置`.inputrc`的用户，例如使用下列配置的：

    ~/.inputrc

    $include /etc/inputrc
    set editing-mode vi
    $if mode=vi

    set show-mode-in-prompt on
    set vi-ins-mode-string \1\e[6 q\2
    set vi-cmd-mode-string \1\e[2 q\2

    set keymap vi-command
    # these are for vi-command mode
    Control-l: clear-screen
    Control-a: beginning-of-line

    set keymap vi-insert
    # these are for vi-insert mode
    Control-l: clear-screen
    Control-a: beginning-of-line

    $endif

可能会遇到Octave图形用户界面命令行提示`q>> undecodable token: \001b(hex)[6\0020(hex)`. 为Octave关闭`show-mode-in-prompt`设置可解决该问题，将上例的`.inputrc`改为：

    ~/.inputrc

    $include /etc/inputrc
    set editing-mode vi
    $if mode=vi

    $if Octave
    set show-mode-in-prompt off
    $else
    set show-mode-in-prompt on
    set vi-ins-mode-string \1\e[6 q\2
    set vi-cmd-mode-string \1\e[2 q\2

    set keymap vi-command
    # these are for vi-command mode
    Control-l: clear-screen
    Control-a: beginning-of-line

    set keymap vi-insert
    # these are for vi-insert mode
    Control-l: clear-screen
    Control-a: beginning-of-line
    $endif

    $endif

## 另见

- Wikipedia:GNU Octave

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