กนู อ็อกเตฟ

GNU Octave เป็น ภาษาการเขียนโปรแกรมทางวิทยาศาสตร์ สำหรับ การคำนวณทางวิทยาศาสตร์ และ การคำนวณเชิงตัวเลข อ็อกเทฟช่วยในการแก้ปัญหาเชิงเส้นและไม่เชิงเส้นในเชิงตัวเลข และสำหรับดำเนินการทดลองเชิงตัวเลขอื่นๆ โดยใช้ภาษาที่ส่วนใหญ่เข้ากันได้กับ MATLAB นอกจากนี้ยังอาจใช้เป็นภาษา ที่เน้นแบบแบตช์ ด้วย ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของ โครงการ GNU ซอฟต์แวร์นี้เป็น ซอฟต์แวร์เสรี ภายใต้เงื่อนไขของ GNU General Public License
ประวัติ.
โครงการนี้เกิดขึ้นประมาณปี พ.ศ. 2531 ในตอนแรกตั้งใจที่จะใช้ร่วมกับหลักสูตรการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เคมี การพัฒนาเต็มรูปแบบเริ่มต้นโดย John W. Eaton ในปี 1992 อัลฟ่ารุ่นแรกเริ่มตั้งแต่วันที่ 4 มกราคม พ.ศ. 2536 และในวันที่ 17 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2537 เวอร์ชัน 1.0 ได้รับการเผยแพร่ เวอร์ชัน 8.4.0 เปิดตัวเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน 2023 
โปรแกรมนี้ตั้งชื่อตาม Octave Levenspiel อดีตศาสตราจารย์ของผู้เขียนหลัก Levenspiel เป็นที่รู้จักจากความสามารถของเขาในการ คำนวณแบบ back-of-envelope อย่างรวดเร็ว 
การพัฒนา.
นอกเหนือจากการใช้บนเดสก์ท็อปสำหรับการคำนวณทางวิทยาศาสตร์ส่วนบุคคลแล้ว Octave ยังใช้ในด้านวิชาการและอุตสาหกรรมอีกด้วย ตัวอย่างเช่น Octave ถูกใช้บนคอมพิวเตอร์คู่ขนาน ขนาดใหญ่ที่ Pittsburgh Supercomputing Center เพื่อค้นหาช่องโหว่ที่เกี่ยวข้องกับการเดาหมายเลขประกันสังคม 
การเร่งความเร็วด้วย OpenCL หรือ CUDA ก็สามารถทำได้ด้วยการใช้ GPU 
ภาษาอ็อกเทฟ.
ภาษาอ็อกเทฟเป็นภาษาการเขียนโปรแกรมแบบตีความ มันเป็นภาษาโปรแกรมที่มีโครงสร้าง (คล้ายกับ C) และสนับสนุนฟังก์ชันคลังมาตรฐาน C ทั่วไปจำนวนมาก และการเรียกและฟังก์ชันของระบบ UNIX บางอย่าง อย่างไรก็ตาม มันไม่สนับสนุนการส่งผ่านอาร์กิวเมนต์โดยการอ้างอิง แม้ว่าอาร์กิวเมนต์ของฟังก์ชันเป็น แบบคัดลอกเมื่อเขียน เพื่อหลีกเลี่ยงการทำซ้ำที่ไม่จำเป็น
โปรแกรมอ็อกเทฟประกอบด้วยรายการการเรียกใช้ฟังก์ชันหรือ สคริปต์ ไวยากรณ์เป็นแบบ เมทริกซ์ และมีฟังก์ชันต่างๆ สำหรับการดำเนินการเมทริกซ์ รองรับ โครงสร้างข้อมูล ที่หลากหลายและอนุญาต การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ 
ไวยากรณ์ของมันคล้ายกับ MATLAB มากและการเขียนโปรแกรมอย่างระมัดระวังของสคริปต์จะช่วยให้สามารถทำงานได้ทั้งบน Octave และ MATLAB 
เนื่องจากอ็อกเทฟมีให้บริการภายใต้ สัญญาอนุญาตสาธารณะทั่วไปของ GNU จึงอาจมีการเปลี่ยนแปลง คัดลอก และใช้งานได้อย่างอิสระ โปรแกรมนี้ทำงานบน Microsoft Windows และ ระบบปฏิบัติการ ที่คล้าย Unix และ Unix ส่วนใหญ่ รวมถึง Linux, Android และ macOS 
คุณสมบัติเด่น.
การกรอกคำสั่งและชื่อตัวแปร.
การพิมพ์อักขระ TAB บนบรรทัดคำสั่งทำให้ Octave พยายามกรอกตัวแปร ฟังก์ชัน และชื่อไฟล์ให้สมบูรณ์ (คล้ายกับ การเสร็จสิ้นแท็บ ของ Bash) อ็อกเทฟใช้ข้อความหน้าเคอร์เซอร์เป็นส่วนเริ่มต้นของชื่อเพื่อเติมให้สมบูรณ์ 
ประวัติคำสั่ง.
เมื่อทำงานแบบโต้ตอบ Octave จะบันทึกคำสั่งที่พิมพ์ในบัฟเฟอร์ภายในเพื่อให้สามารถเรียกคืนและแก้ไขได้
โครงสร้างข้อมูล.
อ็อกเทฟมีการรองรับจำนวนจำกัดสำหรับการจัดระเบียบข้อมูลในโครงสร้าง ในตัวอย่างนี้ เราเห็นโครงสร้างx มีองค์ประกอบabc, (จำนวนเต็ม อาร์เรย์ และสตริง ตามลำดับ):
octave:1> x.a = 1; x.b = [1, 2; 3, 4]; x.c = "string";
octave:2> x.a
ans = 1
octave:3> x.b
ans =
 1 2
 3 4
octave:4> x.c
ans = string
octave:5> x
x =
 scalar structure containing the fields:
 a = 1
 b =
 1 2
 3 4
 c = string
ตัวดำเนินการบูลีนลัดวงจร.
อ็อกเทฟ <code>&&</code> และ <code>||</code> ตัวดำเนินการ เชิงตรรกะได้รับการประเมินในลักษณะ ลัดวงจร (เช่น ตัวดำเนินการที่สอดคล้องกันในภาษา C) ตรงกันข้ามกับตัวดำเนินการแบบองค์ประกอบต่อองค์ประกอบ <code>&</code> และ <code>|</code> .
ตัวดำเนินการเพิ่มและลด.
อ็อกเทฟประกอบด้วย ตัวดำเนินการการเพิ่มและลดค่า แบบ C <code>++</code> และ <code>--</code> ทั้งในแบบฟอร์มคำนำหน้าและคำต่อท้าย อ็อกเทฟยังทำการ เสริมการมอบหมาย เช่น <code>x += 5</code>
ผ่อนคลาย-ปกป้อง.
Octave รองรับรูปแบบ การจัดการข้อยกเว้น ที่จำกัดซึ่งจำลองตาม <code>unwind_protect</code> ของ Lisp รูปแบบทั่วไปของบล็อก unwind_protect มีลักษณะดังนี้:
unwind_protect
 body
unwind_protect_cleanup
 cleanup
end_unwind_protect
ตามกฎทั่วไป GNU Octave รับรู้ว่าเป็นการยกเลิก <code>"block"</code> ที่กำหนด ไม่ว่าจะเป็นการ <code>end</code> คำหลัก (ซึ่งเข้ากันได้กับภาษา MATLAB) หรือ <code>end "block"</code> คำหลักที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น หรือในบางกรณี <code>end_ "block"</code> ด้วยเหตุนี้ บล็อก <code>unwind_protect</code> จึงสามารถยุติได้ด้วยคีย์เวิร์ด <code>end_unwind_protect</code> ดังตัวอย่าง หรือใช้คีย์เวิร์ดแบบพกพามากกว่า <code>end</code>
ส่วน "การล้างข้อมูล" ของบล็อกจะถูกดำเนินการเสมอ ในกรณีที่ส่วน "ของร่างกาย" เกิดข้อยกเว้น "การล้างข้อมูล" จะดำเนินการทันทีก่อนที่จะเผยแพร่ข้อยกเว้นไปนอกบล็อก <code>unwind_protect</code>
GNU Octave ยังรองรับการจัดการข้อยกเว้นรูปแบบอื่น (เข้ากันได้กับภาษา MATLAB):
try
 body
catch
 exception_handling
end
รูปแบบหลังนี้แตกต่างจากบล็อก <code>unwind_protect</code> ในสองวิธี ขั้นแรก "Exception_handling" จะดำเนินการเฉพาะเมื่อมีการยกข้อยกเว้นโดย "body" เท่านั้น ประการที่สอง หลังจากการดำเนินการของ "Exception_handling" ข้อยกเว้นจะไม่แพร่กระจายออกไปนอกบล็อก (เว้นแต่จะมีการแทรกคำสั่ง <code>rethrow(lasterror)</code> ไว้อย่างชัดเจนภายในโค้ด "Exception_handling")
รายการอาร์กิวเมนต์ที่มีความยาวผันแปรได้.
อ็อกเทฟมีกลไกในการจัดการฟังก์ชันที่รับอาร์กิวเมนต์ที่ไม่ระบุจำนวนโดยไม่มีขีดจำกัดบนที่ชัดเจน หากต้องการระบุรายการอาร์กิวเมนต์ตั้งแต่ศูนย์ขึ้นไป ให้ใช้อาร์กิวเมนต์พิเศษ <code>varargin</code> เป็นอาร์กิวเมนต์สุดท้าย (หรือเท่านั้น) ในรายการ <code>varargin</code> เป็นอาร์เรย์เซลล์ที่มีอาร์กิวเมนต์อินพุตทั้งหมด
function s = plus (varargin)
 if (nargin==0)
 s = 0;
 else
 s = varargin{1} + plus (varargin{2:nargin});
 end
end
รายการส่งคืนที่มีความยาวผันแปรได้.
สามารถตั้งค่าฟังก์ชันให้ส่งคืนค่าจำนวนเท่าใดก็ได้โดยใช้ค่าส่งคืนพิเศษ <code>varargout</code> ตัวอย่างเช่น:
function varargout = multiassign (data)
 for k=1:nargout
 varargout{k} = data(:,k);
 end
end
บูรณาการ C++.
นอกจากนี้ยังสามารถรันโค้ด Octave ได้โดยตรงในโปรแกรม C++ ตัวอย่างเช่น นี่คือข้อมูลโค้ดสำหรับการเรียก <code>rand([10,1])</code> :
ColumnVector NumRands(2);
NumRands(0) = 10;
NumRands(1) = 1;
octave_value_list f_arg, f_ret;
f_arg(0) = octave_value(NumRands);
f_ret = feval("rand", f_arg, 1);
Matrix unis(f_ret(0).matrix_value);
รหัส C และ C++ สามารถรวมเข้ากับ GNU Octave ได้โดยการสร้างไฟล์ oct หรือใช้ ไฟล์ MEX ที่เข้ากันได้กับ MATLAB
ความเข้ากันได้ของ MATLAB.
Octave ได้รับการสร้างขึ้นโดยคำนึงถึงความเข้ากันได้ของ MATLAB และแบ่งปันคุณสมบัติมากมายกับ MATLAB:
อ็อกเทฟถือว่าความไม่เข้ากันกับ MATLAB ว่าเป็น ข้อบกพร่อง ดังนั้นจึงถือได้ว่าเป็น ซอฟต์แวร์โคลน ซึ่งไม่ ละเมิดลิขสิทธิ์ซอฟต์แวร์ ตามคดีของศาล "Lotus v. Borland"
โดยหลักการแล้วสคริปต์ MATLAB จากที่เก็บ FileExchange ของ MathWorks นั้นเข้ากันได้กับ Octave อย่างไรก็ตาม แม้ว่าผู้ใช้มักจะจัดเตรียมและอัปโหลดภายใต้ ใบอนุญาต BSD แบบ โอเพ่นซอร์ส ที่เข้ากันได้กับ Octave และเหมาะสม แต่ ข้อกำหนดการใช้งาน FileExchange ห้ามการใช้งานใดๆ นอกเหนือจาก MATLAB ที่เป็นกรรมสิทธิ์ ของ MathWorks 
ความเข้ากันได้ของไวยากรณ์.
มี การเพิ่มไวยากรณ์ ที่มีจุดประสงค์เล็กน้อยแม้ว่าจะเล็กน้อยก็ตาม:
ความเข้ากันได้ของฟังก์ชัน.
ฟังก์ชันต่างๆ ของ MATLAB จำนวนมาก แต่ไม่ใช่ทั้งหมดมีอยู่ใน GNU Octave และบางฟังก์ชันสามารถเข้าถึงได้ผ่านแพ็คเกจใน Octave Forge ฟังก์ชันที่มีให้ใช้งานโดยเป็นส่วนหนึ่งของแพ็คเกจ Octave หลักหรือแพ็คเกจ Forge นั้นแสดงอยู่ ในระบบออนไลน์ 
รายการฟังก์ชันที่ไม่พร้อมใช้งานจะรวมอยู่ในฟังก์ชันอ็อกเทฟ <code>__unimplemented.m__</code> ฟังก์ชันที่ยังไม่ได้ดำเนินการยังแสดงอยู่ในแพ็คเกจ Octave Forge จำนวนมากใน Octave Wiki
เมื่อเรียกใช้ฟังก์ชันที่ยังไม่ได้ใช้งาน ข้อความแสดงข้อผิดพลาดต่อไปนี้จะปรากฏขึ้น:
 octave:1> guide
 warning: the 'guide' function is not yet implemented in Octave
 Please read <http://www.octave.org/missing.html> to learn how you can contribute missing functionality.
 error: 'guide' undefined near line 1 column 1
ส่วนติดต่อผู้ใช้.
อ็อกเทฟมาพร้อมกับ ส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ (GUI) อย่างเป็นทางการและ สภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบรวม (IDE) ที่ใช้ Qt มีให้บริการตั้งแต่ Octave 3.8, และกลายเป็นอินเทอร์เฟซเริ่มต้น (ผ่าน อินเทอร์เฟซบรรทัดคำสั่ง) ด้วยการเปิดตัว Octave 4.0 ได้รับการตอบรับอย่างดีจากผู้สนับสนุน EDN ผู้เขียน "[Octave] ตอนนี้มี GUI ที่ใช้งานได้ดีมาก" ในการตรวจสอบ GUI รุ่นใหม่ในปี 
ส่วนหน้าแบบกราฟิกของบุคคลที่สามจำนวนมากได้รับการพัฒนา เช่น ToolboX สำหรับการศึกษาการเขียนโค้ด
แอปพลิเคชัน GUI.
ด้วยรหัส Octave ผู้ใช้สามารถสร้างแอปพลิเคชัน GUI ได้ ดู การพัฒนา GUI (GNU Octave (เวอร์ชัน 7.1.0)) ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างบางส่วน:
ปุ่ม, การควบคุมการแก้ไข, ช่องทำเครื่องหมาย
f = figure;
b1 = uicontrol (f, "string", "A Button", "position",[10 10 150 40]);
e1 = uicontrol (f, "style", "edit", "string", "editable text", "position",[10 60 300 40]);
c1 = uicontrol (f, "style", "checkbox", "string", "a checkbox", "position",[10 120 150 40]);
กล่องข้อความ
prompt = {"Width", "Height", "Depth"};
defaults = {"1.10", "2.20", "3.30"};
rowscols = [1,10; 2,20; 3,30];
dims = inputdlg (prompt, "Enter Box Dimensions", rowscols, defaults);
prompt = {"Width", "Height", "Depth"};
defaults = {"1.10", "2.20", "3.30"};
rowscols = [1,10; 2,20; 3,30];
dims = inputdlg (prompt, "Enter Box Dimensions", rowscols, defaults);
กล่องรายการพร้อมกล่องข้อความ
my_options = {"An item", "another", "yet another"};
[sel, ok] = listdlg ("ListString", my_options, "SelectionMode", "Multiple");
if (ok == 1)
 msgbox ("You selected:");
 for i = 1:numel (sel)
 msgbox (sprintf ("\t%s", my_options{sel(i)}));
 endfor
else
 msgbox ("You cancelled.");
endif
ปุ่มเรดิโอ
f = figure;
gp = uibuttongroup (f, "Position", [ 0 0.5 1 1])
b1 = uicontrol (gp, "style", "radiobutton", "string", "Choice 1", "Position", [ 10 150 100 50 ]);
b2 = uicontrol (gp, "style", "radiobutton", "string", "Choice 2", "Position", [ 10 50 100 30 ]);
b3 = uicontrol (f, "style", "radiobutton","string", "Not in the group","Position", [ 10 50 100 50 ]);
แพ็คเกจ.
Octave ยังมีแพ็คเกจมากมายให้เลือก แพ็คเกจเหล่านั้นตั้งอยู่ที่ Octave-Forge Octave Forge - Package หรือ Github Octave Package ใครๆ ก็สามารถสร้างและดูแลรักษาแพ็คเกจได้
เปรียบเทียบกับซอฟต์แวร์อื่นที่คล้ายคลึงกัน.
ทางเลือก ฟรี อื่น ๆ สำหรับ MATLAB ได้แก่ Scilab และ FreeMat Octave เข้ากันได้กับ MATLAB มากกว่า Scilab และ FreeMat ยังไม่ได้รับการอัปเดตตั้งแต่เดือนมิถุนายน 2013