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标题: Linux 上的数据可视化工具（2） [打印本页]

作者: look_w 时间: 2018-5-19 15:15 标题: Linux 上的数据可视化工具（2）

GNU OctaveGNU Octave 是一种高级语言，主要设计用来进行数值计算，它是 MathWorks 出品的 Matlab 商业软件的一个强有力的竞争产品。除了 gnuplot 所提供的简单命令集之外，Octave 还为进行数学编程提供了一种丰富的语言。我们甚至可以使用 C 或 C++ 语言编写自己的应用程序，然后与 Octave 进行交互。
Octave 最初是在 1992 年作为化学反应堆设计教科书的一个辅助软件而编写的。其作者希望能够帮助学生解决反应堆的设计问题，而不用调试 Fortran 程序。结果获得了一种非常有用的语言，并为解决数值问题提供了交互式环境。
Octave 可以以一种脚本化模式非交互地进行操作，或者通过 C 和 C++ 语言绑定进行操作。Octave 本身就有一种非常丰富的语言，该语言看起来与 C 语言非常类似，并有一个很大的数学库，包括信号和图像处理、音频处理以及控制理论所使用的一些特殊函数。
由于 Octave 使用了 gnuplot 作为其后端实现，因此使用 gnuplot 可以绘制的所有东西都可以使用 Octave 进行绘制。Octave 的确有一种更丰富的语言来进行计算，它有很多明显的优点，但是仍然有 gnuplot 的一些限制。
在下面这个 Octave-Forge Web 站点上提供的例子中（SimpleExamples），绘制了一个 Lorentz StrangeAttractor。清单 4 给出了在使用 Cygwin 的 Windows 平台上 Octave 所使用的交互式对话框。这个例子展示了 lsode 的用法，这是一个常见的微分方程解算器。
清单 4. 使用 Octave 呈现 Lorentz Strange Attractor

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GNU Octave, version 2.1.50
Copyright (C) 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003 John W. Eaton.
This is free software; see the source code for copying conditions.
There is ABSOLUTELY NO WARRANTY; not even for MERCHANTIBILITY or
FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. For details, type `warranty'.

Please contribute if you find this software useful.
For more information, visit http://www.octave.org/help-wanted.html

Report bugs to <bug-octave&bevo.che.wisc.edu>.

>> function y = lorenz( x, t )
y = [10 * (x(2) - x(1));
x(1) * (28 - x(3));
x(1) * x(2) - 8/3 * x(3)];
endfunction
>> x = lsode("lorenz", [3;15;1], (0:0.01:25)');
>> gset parametric
>> gsplot x
>>

图 3 给出的图是清单 4 中 Octave 代码的输出结果。
图 3. 使用 Octave 绘制的 Lorentz 图

GNU Octave（与 gnuplot 一致）可以使用 multiplot 特性在一个页面上呈现多个图形。使用这个特性，就可以定义要创建多少图形，然后使用 subwindow 命令来定制特定的图形。在定义好子窗口之后，就可以正常地生成自己的图形，然后再跳到下一个子窗口中（如清单 5 所示）。
清单 5. 在 Octave 中生成多个图形

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>> multiplot(2,2)
>> subwindow(1,1)
>> t=0:0.1:6.0
>> plot(t, cos(t))
>> subwindow(1,2)
>> plot(t, sin(t))
>> subwindow(2,1)
>> plot(t, tan(t))
>> subwindow(2,2)
>> plot(t, tanh(t))

所生成的多图页面如图 4 所示。这是将相关图形搜集在一起进行比较和对比的一种很好的特性。
图 4. 使用 GNU Octave 绘制多图

我们可以认为 Octave 是一种使用 gnuplot 作为后台实现来进行可视化的高级语言。它提供了丰富的数学库，是 Matlab 的一个很好的免费替换产品。可以很容易利用用户开发的用来进行语音处理、优化、符号计算等的包对它进行扩展。Octave 在某些 GNU/Linux 的发行版中都有，例如 Debian，也可以在使用 Cygwin 的 Windows 和 Mac OS X 上使用。有关 Octave 的更多信息请参阅一节的内容。

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