python
Python, 是一種面向對象的解釋型計算機程序設計語言,由荷蘭人Guido van Rossum于1989年發明,第一個公開發行版發行于1991年。
Python是純粹的自由軟件, 源代碼和解釋器CPython遵循 GPL(GNU General Public License)協議。Python語法簡潔清晰,特色之一是強制用空白符(white space)作為語句縮進。
Python具有豐富和強大的庫。它常被昵稱為膠水語言,能夠把用其他語言制作的各種模塊(尤其是C/C++)很輕松地聯結在一起。常見的一種應用情形是,使用Python快速生成程序的原型(有時甚至是程序的最終界面),然后對其中 有特別要求的部分,用更合適的語言改寫,比如3D游戲中的圖形渲染模塊,性能要求特別高,就可以用C/C++重寫,而后封裝為Python可以調用的擴展類庫。需要注意的是在您使用擴展類庫時可能需要考慮平臺問題,某些可能不提供跨平臺的實現。
MATLAB
MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業數學軟件,用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境,主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。
MATLAB是matrix&laboratory兩個詞的組合,意為矩陣工廠(矩陣實驗室)。是由美國mathworks公司發布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環境。它將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化以及非線性動態系統的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環境中,為科學研究、工程設計以及必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案,并在很大程度上擺脫了傳統非交互式程序設計語言(如C、Fortran)的編輯模式,代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數學軟件。它在數學類科技應用軟件中在數值計算方面首屈一指。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數和數據、實現算法、創建用戶界面、連接其他編程語言的程序等,主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。
MATLAB的基本數據單位是矩陣,它的指令表達式與數學、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來解算問題要比用C,FORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多,并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優點,使MATLAB成為一個強大的數學軟件。在新的版本中也加入了對C,FORTRAN,C++,JAVA的支持。
Python調用Matlab的程序
一。 配置方法:
找到Matlab安裝根目錄,比如D:\matlab,然后進入D:\matlab\extern\engines\python目錄中,Shift+右鍵--》“在此處打開命令窗口”,
1.有管理員權限的,用 管理員權限執行:python setup.py install
2.無管理員權限的,將installdir添加到Python的包搜索路徑中,再加入到PYTHONPATH環境變量中即可:python setup.py build --build-base builddir install --install-base installdir
二。 使用方法:
#Start and quit
import matlab.engine
eng = matlab.engine.start_matlab()
eng.quit()
#Call Matlab Functions:
#Just call with form eng.xxx()
#the function xxx should in the namespace of matlab.
#Asynchronously Call
import matlab.engine
eng = matlab.engine.start_matlab()
future = eng.sqrt(4.0,async=True)
ret = future.result()
print(ret)
#WorkSpace Usage:
import matlab.engine
eng = matlab.engine.start_matlab()
eng.workspace[‘y’] = x
a = eng.eval(‘sqrt(y)’)
print(a)
#Skills for unsupported features in python
#eng.eval()
import matlab.engine
eng = matlab.engine.start_matlab()
eng.eval(“T = readtable(‘patients.dat’);”,nargout=0)
#Plot With Matlab:
import matlab.engine
eng = matlab.engine.start_matlab()
data = eng.peaks(100)
eng.mesh(data)
三。 測試用例(Python2):
import matlab
import matlab.engine
import time
def basic_test(eng):
print “Basic Testing Begin”
print “eng.power(100,2) = %d”%eng.power(100,2)
print “eng.max(100,200) = %d”%eng.max(100,200)
print “eng.rand(5,5) = ”
print eng.rand(5,5)
print “eng.randi(matlab.double([1,100]),matlab.double([3,4]))”%\
eng.randi(matlab.double([1,100]),matlab.double([3,4]))
print “Basic Testing Begin”
def plot_test(eng):
print “Plot Testing Begin”
eng.workspace[‘data’] = \
eng.randi(matlab.double([1,100]),matlab.double([30,2]))
eng.eval(“plot(data(:,1),‘ro-’)”)
eng.hold(‘on’,nargout=0)
eng.eval(“plot(data(:,2),‘bx--’)”)
print “Plot testing end”
def audio_test(eng,freq,length):
print “Audio Testing Begin”
eval_str = “f = %d;t=%d;”%(freq,length)
eng.eval(eval_str,nargout = 0)
eng.eval(‘fs = 44100;T=1/fs;t=(0:T:t);’,nargout = 0)
eng.eval(‘y = sin(2 * pi * f * t);’,nargout = 0)
eng.eval(‘sound(y,fs);’,nargout = 0)
time.sleep(length)
print “Audio Testing End”
def fourier_test(eng):
pass
def demo(eng):
basic_test(eng)
plot_test(eng)
audio_test(eng,680,1)
if __name__ == “__main__”:
print “Initializing Matlab Engine”
eng = matlab.engine.start_matlab()
print “Initializing Complete!”
demo(eng)
print “Exiting Matlab Engine”
print “Press Any Key to Exit”
raw_input();
eng.quit()
print “Bye-Bye”
eng = matlab.engine.start_matlab()
eng.quit()
四。 注意點
比起C++ Engine的API,Python Engine的最牛逼之處就是可以直接以原生的形式調用Matlab內建函數,而不是用Eval方法。當然,如果你想用也是一點問題都沒有的。同時,變量的存取再也不用和一堆mxArray以及它們的ADT打交道了,直接以字典的形式對engine.workspace進行存取即可。顯然比C++的調用方式更為科學。
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