Trường hợp sử dụng là bất kỳ ai đã từng nghiên cứu với Matlab và muốn chuyển sang chỉ sử dụng phần mềm mã nguồn mở miễn phí như Python. Chúng tôi sẽ để lại cuộc thảo luận về lý do tại sao một người muốn thực hiện chuyển đổi cho một bài viết riêng.
Bài viết này hướng dẫn bạn những gì bạn phải học để chuyển đổi mã Matlab và bắt đầu làm khoa học với Python
Công cụ. Máy tính xách tay Jupyter
Jupyter Notebooks là một môi trường tính toán tương tác dựa trên web. Đó là một chương trình chạy trên trình duyệt của bạn và cho phép bạn viết và thực thi mã Python. Nó có thể mô phỏng trải nghiệm của Dòng lệnh Matlab.
Sau khi bạn chạy mã trong một hộp, các biến toàn cục, định nghĩa hàm, câu lệnh nhập, v.v. , có sẵn trên toàn bộ máy tính xách tay. Nó rất hữu ích để truy vấn nhanh hình dạng của ma trận hoặc thực hiện phép tính hoặc hàm. Nó cũng cho phép bạn có các sơ đồ và biểu đồ xuất hiện cùng với mã và kết quả của bạn.
Truy cập trang web Jupyter để biết hướng dẫn về cách bắt đầu sử dụng sổ ghi chép Jupyter.
Bạn có thể có toàn bộ bộ mã Matlab, bao gồm các định nghĩa hàm riêng biệt. tập tin m. Trong trường hợp đó, hãy chuyển đổi chúng trực tiếp sang Python và chỉ sử dụng Jupyter cho chương trình chính của bạn. Đó là nơi bạn sẽ thực hiện phân tích và vẽ biểu đồ dữ liệu thực tế.
Vì vậy, bây giờ bạn đã có công cụ này để viết và làm việc với mã mới của mình, hãy chuyển sang chuyển đổi thực tế.
So sánh Matlab với Python
Matlab, trong số những thứ khác, là một ngôn ngữ lập trình. Nó được viết với cấu trúc giống như C. Việc chuyển đổi một số đoạn mã Matlab tầm thường nhất định sang Python có thể đơn giản như bỏ dấu chấm phẩy và sử dụng dấu ngoặc vuông “[]” trong dấu ngoặc đơn “()”
Một vài điều cần chú ý
- Python không được lập chỉ mục trong khi Matlab được lập chỉ mục một.
- Một số toán tử nhất định sẽ hoạt động khác trong Python so với trong Matlab, điều đó có nghĩa là mã của bạn có thể chạy bình thường mà không có lỗi, nhưng cho bạn kết quả khác. Một ví dụ điển hình là “^” là toán tử lũy thừa trên Matlab; .
- Matlab sử dụng kiểu nhập tĩnh, trong khi python sử dụng Kiểu vịt, Python đưa ra dự đoán chính xác nhất về loại biến nên có. Đôi khi sẽ cần phải gõ cứng một biến.
Thư viện Python
Với công cụ chính – Jupyter – và những kiến thức cơ bản, hãy đi sâu vào ba thư viện thiết yếu. Numpy, Scipy và Matplotlib
Nặng nề
Numpy là Thư viện bổ sung xử lý ma trận và mảng đa chiều, cũng như một bộ sưu tập lớn các hàm toán học cấp cao. Có rất nhiều thao tác mà Matlab có thể thực hiện tự nhiên mà Python có thể thực hiện với Numpy. Chúng là những thứ như hàm mũ, logarit, độ lệch chuẩn, v.v.
Theo thông lệ, nhập Numpy dưới dạng np và gọi các hàm Numpy bằng cách sử dụng np.functionName()
Thường thì việc chuyển đổi một hàm Matlab sang Python cũng đơn giản như việc thêm “np. ” đến đầu của nó
Ví dụ
MatlabPython p = 1 – exp( Z(n) * t ); ––> p = 1 – np. exp( Z[n] * t )lnN = log( No(n) ) – f * t / V; ––> lnN = np. log( No[n] ) – f * t / Vscipy
Scipy là thư viện Python dùng cho tính toán khoa học và tính toán kỹ thuật. Nó có các chức năng phân tích tín hiệu, tính toán thống kê, Đại số tuyến tính, v.v. Nếu một chức năng Matlab không có trong Numpy, rất có thể nó sẽ có trên Scipy.
Theo thông lệ, nhập scipy dưới dạng sp và gọi các hàm scipy bằng cách sử dụng sp.functionName() hoặc sp.module.functionName()
Ví dụ
MatlabPython minimum = fminsearch(f,1) ––> tối thiểu = sp. tối ưu hóa. fmin(f, 1)Matplotlib
Matplotlib là thư viện python để vẽ đồ thị 2D. Nó rất linh hoạt và có thể tùy chỉnh, cho phép bạn tạo đồ họa trông chuyên nghiệp, giống như bạn có thể làm trong Matlab.
Theo thông lệ, nhập Matplotlib dưới dạng plt và gọi các hàm Matplotlib bằng cách sử dụng plt.functionName()
Trong Matlab, lệnh `hold` dùng để tiếp tục thêm các ô vào một hình. Trong Python khi bạn mở một hình, tất cả các ô sẽ tiếp tục trên hình đó cho đến khi một hình mới được khai báo
Matplotlib cũng hỗ trợ các ô con; . e. , nhiều ô trong một hình. Chúng có thể được sắp xếp theo dạng lưới theo sở thích của người dùng. Ví dụ
ĐÓ là cách bạn chuyển đổi mã Matlab sang Python
Và bạn có nó rồi đấy. Đó là các bước chuyển code Matlab sang Python. Đây không phải là một hướng dẫn toàn diện, nhưng nếu bạn mới bắt đầu, thì một công cụ này - Jupyter và ba thư viện - Numpy, Scipy và MatplotLib, sẽ đủ để bạn bắt đầu quá trình phát triển.
Bạn phải trả tiền để biết những công cụ này khi Python ngày càng trở thành người nắm giữ cổ phần lớn hơn trong không gian nghiên cứu về Khoa học dữ liệu và hơn thế nữa. Để biết thêm, hãy xem các bài viết này trên Sweetcode.