五、Octave 教程(Octave Tutorial) 5.1 基本操作

参考视频: 5 - 1 - Basic Operations (14 min).mkv

在这段视频中，我将教你一种编程语言：Octave 语言。你能够用它来非常迅速地实现 这门课中我们已经学过的，或者将要学的机器学习算法。

过去我一直尝试用不同的编程语言来教授机器学习，包括 C++、Java、Python、Numpy 和 Octave。我发现当使用像 Octave 这样的高级语言时，学生能够更快更好地学习并掌握这 些算法。事实上，在硅谷，我经常看到进行大规模的机器学习项目的人，通常使用的程序语

言就是 Octave。

Octave 是一种很好的原始语言(prototyping language)，使用 Octave 你能快速地实现你的 算法，剩下的事情，你只需要进行大规模的资源配置，你只用再花时间用 C++或 Java 这些语

言把算法重新实现就行了。开发项目的时间是很宝贵的，机器学习的时间也是很宝贵的。所 以，如果你能让你的学习算法在 Octave 上快速的实现，基本的想法实现以后，再用 C++或 者 Java 去改写，这样你就能节省出大量的时间。

据我所见，人们使用最多的用于机器学习的原始语言是 Octave、MATLAB、Python、NumPy

和 R。

Octave 很好，因为它是开源的。当然 MATLAB 也很好，但它不是每个人都买得起的。 貌似国内学生喜欢用收费的 matlab，matlab 功能要比 Octave 强大的多，网上有各种 D 版可 以下载。这次机器学习课的作业也是用 matlab 的。如果你能够使用 MATLAB，你也可以在这 门课里面使用。

如果你会 Python、NumPy 或者 R 语言，我也见过有人用 R 的，据我所知，这些人不得 不中途放弃了，因为这些语言在开发上比较慢，而且，因为这些语言如：Python、NumPy 的语法相较于 Octave 来说，还是更麻烦一点。正因为这样，所以我强烈建议不要用 NumPy 或者 R 来完整这门课的作业，我建议在这门课中用 Octave 来写程序。

本视频将快速地介绍一系列的命令，目标是迅速地展示，通过这一系列 Octave 的命令， 让你知道 Octave 能用来做什么。

启动 Octave：

现在打开 Octave，这是 Octave 命令行。

现在让我示范最基本的 Octave 代码： 输入 5 + 6，然后得到 11。

输入 3 – 2、5×8、1/2、2 ^ 6 等等，得到相应答案。

这些都是基本的数学运算。

你也可以做逻辑运算，例如 1==2，计算结果为 false ( 假 )，这里的百分号命令表示

注释，1==2 计算结果为假，这里用 0 表示。 请注意，不等于符号的写法是这个波浪线加上等于符号 ( ~= )，而不是等于感叹号加等

号 ( != )，这是和其他一些编程语言中不太一样的地方。

让我们看看逻辑运算 1 && 0，使用双&符号表示逻辑与，1 && 0 判断为假，

1 和 0 的或运算 1 || 0，其计算结果为真。

还有异或运算 如 XOR ( 1, 0 )，其返回值为 1

从左向右写着 Octave 324.x 版本，是默认的 Octave 提示，它显示了当前 Octave 的版本， 以及相关的其它信息。

如果你不想看到那个提示，这里有一个隐藏的命令 输入命令

现在命令提示已经变得简化了。 接下来，我们将谈到 Octave 的变量。

现在写一个变量，对变量 A 赋值为 3，并按下回车键，显示变量 A 等于 3。

如果你想分配一个变量，但不希望在屏幕上显示结果，你可以在命令后加一个分号，可 以抑制打印输出，敲入回车后，不打印任何东西。

其中这句命令不打印任何东西。 现在举一个字符串的例子：变量 b 等于"hi"。

C 等于 3 大于等于 1，所以，现在 C 变量的值是真。

如果你想打印出变量，或显示一个变量，你可以像下面这么做：

设置 A 等于圆周率π，如果我要打印该值，那么只需键入 A 像这样 就打印出来了。

对于更复杂的屏幕输出，也可以用 DISP 命令显示：

这是一种，旧风格的 C 语言语法，对于之前就学过 C 语言的同学来说，你可以使用这 种基本的语法来将结果打印到屏幕。

例如 sprintf 命令的六个小数：0.6%f ,a，这应该打印π的 6 位小数形式。 也有一些控制输出长短格式的快捷命令：

下面，让我们来看看向量和矩阵： 比方说 建立一个矩阵 A

对 A 矩阵进行赋值 考虑到这是一个三行两列的矩阵 你同样可以用向量

建立向量 V 并赋值 1 2 3，V 是一个行向量，或者说是一个 3 ( 列 )×1 ( 行 ) 的向 量，或者说，一行三列的矩阵。

如果我想，分配一个列向量，我可以写“1;2;3”，现在便有了一个 3 行 1 列 的向量， 同时这是一个列向量。

下面是一些更为有用的符号，如：

V=1：0.1：2

这个该如何理解呢：这个集合 V 是一组值，从数值 1 开始，增量或说是步长为 0.1，直 到增加到 2，按照这样的方法对向量 V 操作，可以得到一个行向量，这是一个 1 行 11 列的 矩阵，其矩阵的元素是 1 1.1 1.2 1.3，依此类推，直到数值 2。

我也可以建立一个集合 V 并用命令“1:6”进行赋值，这样 V 就被赋值了 1 至 6 的六个 整数。

这里还有一些其他的方法来生成矩阵 例如“ones(2, 3)”，也可以用来生成矩阵：

元素都为 2，两行三列的矩阵，就可以使用这个命令：

你可以把这个方法当成一个生成矩阵的快速方法。

w 为一个一行三列的零矩阵，一行三列的 A 矩阵里的元素全部是零：

还有很多的方式来生成矩阵。

如果我对 W 进行赋值，用 Rand 命令建立一个一行三列的矩阵，因为使用了 Rand 命令， 则其一行三列的元素均为随机值，如“rand(3, 3)”命令，这就生成了一个 3×3 的矩阵，并 且其所有元素均为随机。

数值介于 0 和 1 之间，所以，正是因为这一点，我们可以得到数值均匀介于 0 和 1 之间 的元素。

如果，你知道什么是高斯随机变量，或者，你知道什么是正态分布的随机变量，你可以 设置集合 W，使其等于一个一行三列的 N 矩阵，并且，来自三个值，一个平均值为 0 的高 斯分布，方差或者等于 1 的标准偏差。

还可以设置地更复杂： 并用 hist 命令绘制直方图。

绘制单位矩阵：

如果对命令不清楚，建议用 help 命令：

以上讲解的内容都是 Octave 的基本操作。希望你能通过上面的讲解，自己练习一些矩 阵、乘、加等操作，将这些操作在 Octave 中熟练运用。

在接下来的视频中，将会涉及更多复杂的命令，并使用它们在 Octave 中对数据进行更 多的操作。