GNU Octave — свободная система для математических вычислений^[1], использующая совместимый с MATLAB язык высокого уровня^[2].

Octave представляет интерактивный командный интерфейс для решения линейных и нелинейных математических задач, а также проведения других численных экспериментов. Кроме того, Octave можно использовать для пакетной обработки. Язык Octave оперирует арифметикой вещественных и комплексных скаляров и матриц, имеет расширения для решения линейных алгебраических задач, нахождения корней систем нелинейных алгебраических уравнений, работы с полиномами, решения различных дифференциальных уравнений, интегрирования систем дифференциальных и дифференциально-алгебраических уравнений первого порядка, интегрирования функций на конечных и бесконечных интервалах. Этот список можно легко расширить, используя язык Octave (или используя динамически загружаемые модули, созданные на языках C, С++, Фортран и др.).

Технические детали

• Octave написан на C++ с использованием библиотеки STL;
• Для запуска скриптов Octave использует интерпретатор;
• Octave можно дополнять динамически подгружаемыми модулями;
• Для создания и распечатки графиков Octave использует gnuplot и Grace.

Язык Octave

Octave — интерпретируемый язык программирования. Он похож на C и поддерживает большинство основных функций стандартной библиотеки C, а также основные команды и системные вызовы Unix. С другой стороны, он не поддерживает передачу аргументов по ссылке (особенность дизайна).

Синтаксис языка очень похож на MATLAB, и грамотно написанные скрипты будут запускаться как в Octave, так и в MATLAB.

Графический интерфейс

Графический интерфейс представлен дополнениями (графики он может выводить и без них):

• QtOctave Graphical User Interface — свободный функциональный кросс-платформенный интерфейс, разработка прекращена в 2011 году;
• Xoctave — коммерческий интерфейс, очень похожий на MATLAB;
• Kalculus — MATLAB-подобный интерфейс, написанный на Qt4, разработка прекращена в 2008 году;
• Octclipse — интеграция с Eclipse IDE;
• NetBeans IDE.

Некоторые возможности

Интерфейс

Интерфейс командной строки Octave построен с использованием библиотеки GNU Readline, что дает доступ к таким обычным возможностям последней, как автодополнение по клавише  Tab ⇆ , история команд и инкрементальный поиск по ней ( Ctrl  +  R ,  Ctrl  +  S ), возможность переопределения клавиш, и т. д.

Интеграция с C++

Выражения Octave можно вычислять из программ на C++. К примеру, фрагмент кода для вычисления rand([9000,1]): ^[3]

#include <octave/oct.h>
...
ColumnVector NumRands(2);
NumRands(0) = 9000;
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());

Совместимость с MATLAB

Octave был написан с учётом совместимости с MATLAB и реализует многие его возможности:

• матрицы в качестве основных типов данных;
• встроенная поддержка комплексных чисел;
• мощные встроенные математические функции и большие библиотеки функций;
• расширяемость, благодаря возможности создания пользовательских функций.

Но есть и отличия:

• комментарии могут начинаться как с символа #, так и с символа %;
• поддерживаются C-подобные операторы ++, --, +=, *=, /=;
• элементы могут быть адресованы без создания новой переменной, например [1:10](3);
• строки могут быть заданы как символом ", так и символом '.

Примечания