吴恩达 octave

Posted 2021-02-02 cyborg

Part 1 基本操作

本节主要介绍关于Octave的基本操作
在Octave中可以进行基本的算术运算，逻辑运算，操作如图所示，简单方便，其中%用于注释的作用。
注：在Matlab中，符号使用完全相同。

使用ps1(‘>> ‘);可以改变提示符的样子，注意这个地方有分号。
可以直接在命令行中给变量赋值，加上分号后可以不直接打印出来，直接输入参数，可以直接打印出相应的值。
用pi对a进行赋值，函数disp(a)用于打印显示变量，sprintf函数也用于显示。disp和sprintf可结合也可心单独使用。format可以使接下来打印的结果格式发生改变。
这里讲解了如何给矩阵和向量赋值。
第一个例子是如何构造列向量，即用分号分隔即可。
第二个例子是构造横向量，从1开始到2，每个值间隔0.1

构造横向量，从1到6
构造2X3的全为1的矩阵
ones（）函数可以简化构造
ones，zeros构造全为1或者0的矩阵，rand构造全部为随机数的矩阵
randn产生标准正态分布的随机数或矩阵的函数。对于hist，它的全称是histogram，全称直方图，即用直方图的形式统计出各范围内元素的个数，如

用hist显示为

其中hist(w,a)，这个数字a表示把直方图分为a份。
eye（）函数产生单位矩阵
不知道函数的功能，可以用help函数来查询

Part 2 对数据进行灵活操作

本节主要讲如何在Octave中对数据进行灵活地处理，即对数据的各种可能的操作方式。
打印一个2x3的矩阵，size计算规模，size值仍这向量，可以再计算规模
size(A,1)计算第一个维度，即2x3中的2，size(A,2)计算第二个维度，即3。
length(v)或者length(A)表示计算向量的维度或者矩阵中最大的维数。

pwd显示当前工作目录
cd ‘.....‘切换工作目录

ls列出当前目录中文件

who显示当前工作空间中已经定义的变量
load X和load(‘X‘)的作用一致，都是将文件内容导入。这两个dat文件里边就是关于房价的数据

如featureX.dat

priceY.dat
文本中数据导入后，用矩阵的形式存储，可打印在控制台中

whos可以显示更加详细的变量的信息
直接使用clear命令，可以删除所有的变量
clear featuresX则删除某一个变量
priceY(m:n)表示取向量的第m个元素到第n个元素进行赋值
对于矩阵来说，元素编号是从上到下，从左向右依次编号

注意对比，上面两张图的赋值，上上是从已知向量截取再赋值，上图是对一个新的变量赋值。

该命令将向量数据存储到本地文件hello.mat中，但只能用matlab来读取
保存为文本格式，可读。保存为.dat格式也是可以的
A(x,y)表示对矩阵进行索引，使用：表示该行或者列的所有元素
上面表示很奇特，表示将第一和三行的所有元素进行显示
也可以通过这各形式对矩阵赋值
通过上述方式对矩阵增加一列
将所有元素放在一个向量中
可以通过上述方式将两个矩阵进行组合，用；表示将B矩阵放在A矩阵下面，用，或者不用，则表示把矩阵B放在旁边
Part 3 数据运算

本节介绍如何对数据进行运算
为方便后续讲解，首先初始化三个矩阵
A*C表示A与C矩阵正常相乘

A .* B点乘表示两个矩阵中的每个对应位置的元素相乘

可以理解为.为对每个元素进行依次处理

A .^ 2对矩阵每个元素进行平方

1./A表示对A的每个元素进行除法，用1 来除以第个元素

log(A)表示以e为底，对每个元素求log

exp(A)表示以e的A中每个元素为幂的结果

abs(A)表示对A的每个元素求绝对值

-A表示对A的每个元素求负数

v+1表示对v中每个元素都加1

A‘表示矩阵A的转置

max(v)表示向量v中最大的元素，矩阵的含义有点不同，得到的是一个向量，包含了来自各列的最大元素组成的行向量

A<3表示对每个元素都进行比较，得到的结果为1或者0

find(A<3)得到一个向量，列出相应小于3的元素的索引

magic(n)表示生成nxn的矩阵，每行每列得到的和相同，且元素从1到n^n

上面给了一个使用find的例子。实际上这些功能都不需要记，有知道时，直接使用help就行。
sum将矩阵所有元素进行相加
prod将数组元素全部相乘，如果是矩阵，则是对每一列看作向量进行相乘，得到向量

floor对每个元素向下取整

ceil对每个元素向上取整

rand得到3x3的随机数矩阵

pinv求矩阵的逆
Part 4 数据可视化

本节主要讲解如何对数据可视化
对变量t进行赋值，构造正弦函数，然后作图，得到如上图所示的结果
hold on将图形保持，使用r追加图像
xlabel对x轴命名
legend对每条线进行说明

title追加名字

print保存图像到本地

将图像关闭

对图像命名，出现两个图
将一张图分为两部分，呈现第1部分

分别设置x轴和y轴的范围

clf清除现有图像中的内容
也可以对矩阵进行可视化，用imagesc

Part 5 循环语句，条件语句和函数

本节讲解编程中的程序结构和函数
这是一个for循环语句的例子
用矩阵，可以直接表示多个值
习惯于循环后打逗号，代码有缩进便于阅读，用end表示代码的结束。
和写c代码相似，有分号打分号，无分号打逗号

上面是使用if语句的例子，和c是完全一致的
使用quit或者exit可以使matlab退出

用wordpad自定义一个函数，如图所示
切换到路径下，或者用addpath加入搜索路径，可以使用自定义函数。
还可以定义有两个值的函数，一起输出两个值。
注：自定义函数的用法，必须创建.m文件，且文件名和函数名称必须一致。

下面举个计算成本函数的例子

有这样一个数据集合，请计算他的成本函数
首先输入数据集合
然后输入自定义函数
直接计算结果

Part 6 向量化

本节讲解如何使用计算机和软件自带的库来加速运算。将大量数据向量化，使用矩阵工具进行运算，可以借助机器大大加快处理速度。

举一个数据向量化的例子

对于图上面的运算，可以抽象为两个向量

如果不用矩阵，直接运算的话，程序如下图左所示。用矩阵则如图右所示，更简单。

以上图中的运算为例子，如何快速的同步运算thelta，如何向量化，加速运算