為什么Python是一門(mén)完全免費(fèi)的通用編程語(yǔ)言？

近日，有哈工大學(xué)生表示收到了正版軟件取消激活的通知，而在與 MATLAB 開(kāi)發(fā)公司 MathWorks 交涉之后，被告知由于美國(guó)政府實(shí)體名單的原因，相關(guān)授權(quán)已被中止。目前，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)的老師和學(xué)生們都無(wú)法使用 MATLAB。

MATLAB大學(xué)讀理工科專(zhuān)業(yè)的同學(xué)基本上都接觸過(guò)這款軟件。有分析人士指出，如果整個(gè)學(xué)校被禁用了正版 MATLAB，這意味著學(xué)校的人員再發(fā)表論文或者從事商業(yè)項(xiàng)目，其成果原則上就不應(yīng)包含任何基于 MATLAB 的內(nèi)容，這對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)和研究學(xué)者帶來(lái)的影響不可忽視。

這件事在國(guó)內(nèi)社交媒體迅速發(fā)酵并登上熱搜，引發(fā)學(xué)術(shù)界和技術(shù)界的廣泛討論。

現(xiàn)在只是禁止了實(shí)體名單的上的幾所高校，但是誰(shuí)又能保證后續(xù)不會(huì)加碼制裁打擊中國(guó)高校，抑制中國(guó)科技發(fā)展呢？因此通過(guò)此次禁用事件，我們有理由說(shuō)現(xiàn)在已經(jīng)到了后MATLAB時(shí)代！急需找到MATLAB合適的替代品。

為此我們收集整理到的一些開(kāi)源軟件，可以起到一定的替代效果。包括：SCILAB、Octave、Spyder、Python、GMAT、GNU Radio、ROS。特別是SCILAB，他與MATLAB最為接近，近乎可以實(shí)現(xiàn)完美替代！

希望本文對(duì)大家有所幫助。另外，也歡迎大家在留言區(qū)推薦你知道的替代工具。

1. “近乎完美”替代之SCILAB

SCILAB 是一款與 MATLAB 類(lèi)似的開(kāi)源軟件，可以實(shí)現(xiàn) MATLAB 上所有基本的功能，如科學(xué)計(jì)算、數(shù)學(xué)建模、信號(hào)處理、決策優(yōu)化、線性、非線性控制等各個(gè)方面。

由于 SCILAB 的語(yǔ)法與 MATLAB 非常接近，熟悉 MATLAB 編程的人很快就會(huì)掌握 SCILAB 的使用。有意思的是，SCILAB 提供的語(yǔ)言轉(zhuǎn)換函數(shù)可以自動(dòng)將用 MATLAB 語(yǔ)言編寫(xiě)的程序翻譯為 SCILAB 語(yǔ)言。目前，SCILAB 可在 Linux、WINDOWS 和 Mac OS 全 PC 平臺(tái)運(yùn)行。

作為開(kāi)放源碼的軟件，SCILAB的源代碼、用戶(hù)手冊(cè)及二進(jìn)制的可執(zhí)行文件都是免費(fèi)的，公布于INRIA的網(wǎng)站上（中法實(shí)驗(yàn)室已建立其鏡像網(wǎng)站），可以直接下載。

更重要的是SCILAB 是由法國(guó)國(guó)家信息、自動(dòng)化研究院的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)的“開(kāi)放源碼”軟件，和美國(guó)沒(méi)有關(guān)系！

此外最關(guān)鍵的是SCILAB也一個(gè)有類(lèi)似 MATLAB simulink的工具Xcos！simulink能做的Xcos也可以完成，并且界面和使用也很類(lèi)似！很多網(wǎng)友擔(dān)心的simulink無(wú)法替代問(wèn)題迎刃而解！

因此SCILAB 近乎可以完美替代MATLAB！

Xcos截圖：

2. 與MATLAB語(yǔ)法兼容Octave

如果已經(jīng)對(duì)MATLAB語(yǔ)言非常熟悉，暫時(shí)不想學(xué)習(xí)一門(mén)新的語(yǔ)言，那么可以嘗試一下Octave。Octave是GNU項(xiàng)目成員之一，提供了與MATLAB語(yǔ)法兼容的開(kāi)放源代碼科學(xué)計(jì)算及數(shù)值分析的工具。

Octave 是一個(gè)類(lèi)似 MATLAB 和 Scilab 的數(shù)學(xué)軟件包，可以進(jìn)行各種運(yùn)算，編程。它還有豐富的 C++ 接口可以讓用戶(hù)編程時(shí)調(diào)用。其配套的繪圖工具采用 gnuplot 。Octave 的使用也是基于字符終端模式的，當(dāng)需要繪圖時(shí)，將會(huì)調(diào)用 gnuplot 進(jìn)行數(shù)據(jù)繪圖，并顯示出來(lái)。

Octave 是用 C++ 編寫(xiě)的，它內(nèi)容豐富的庫(kù)也可以供用戶(hù)在編寫(xiě)軟件時(shí)調(diào)用。Octave 同時(shí)還支持 Fortran 等的調(diào)用，GSL 綁定等?？梢杂捎脩?hù)定制自己的函數(shù)、子程序等。

3. 航天計(jì)算神器 GMAT

對(duì)于航天器軌道計(jì)算、任務(wù)分析等，可以嘗試General Mission Analysis Tool （GMAT）。GMAT提供了圖像化界面或腳本兩種接口，相比于STK，GMAT的深空探測(cè)相關(guān)功能更加強(qiáng)大，可配置的資源也更多。

4. 軟件無(wú)線電、信號(hào)處理等應(yīng)用 GNU Radio

GNU Radio是一個(gè)對(duì)學(xué)習(xí)，構(gòu)建和部署軟件定義無(wú)線電系統(tǒng)的免費(fèi)軟件工具包，可通過(guò)Python或類(lèi)似于Simulink/Labview的圖形化界面調(diào)用。紫丁香、龍江等衛(wèi)星的業(yè)余無(wú)線電接收解調(diào)軟件就是在GNU Radio基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)并開(kāi)源發(fā)布的。

5 機(jī)器人相關(guān) Robot Operating System （ROS）

ROS是一種針對(duì)于滿(mǎn)足不同機(jī)器人軟件協(xié)同工作的靈活軟件框架。目的在于提高軟件模塊化能力和復(fù)用能力，并實(shí)現(xiàn)不同任務(wù)間的數(shù)據(jù)/信號(hào)量的有效共享，方便多種機(jī)器人平臺(tái)之間創(chuàng)建復(fù)雜和魯棒的機(jī)器人行為，同時(shí)它也是一種工具庫(kù)的約定與集合。

6. Spyder

Spyder不是一門(mén)編程語(yǔ)言，Spyder是Python（x，y）的作者為它開(kāi)發(fā)的一個(gè)簡(jiǎn)單的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。和其他的Python開(kāi)發(fā)環(huán)境相比，它最大的優(yōu)點(diǎn)就是模仿MATLAB的“工作空間”的功能，可以很方便地觀察和修改數(shù)組的值。

Spyder的界面由許多窗格構(gòu)成，用戶(hù)可以根據(jù)自己的喜好調(diào)整它們的位置和大小。當(dāng)多個(gè)窗格出現(xiàn)在一個(gè)區(qū)域時(shí)，將使用標(biāo)簽頁(yè)的形式顯示。例如在圖1中，可以看到“Editor”、“Object inspector”、“Variable explorer”、“File explorer”、“Console”、“History log”以及兩個(gè)顯示圖像的窗格。在View菜單中可以設(shè)置是否顯示這些窗格。

Spyder 的界面與 MATLAB 非常類(lèi)似，其作者早年也承認(rèn)模仿了 MATLAB 的設(shè)計(jì)。如果對(duì)于 MATLAB 的仿真建模需求不高的話，Spyder 足以取而代之。

7. Python

Python是一門(mén)完全免費(fèi)的通用編程語(yǔ)言，以開(kāi)源的方式提供了大量各類(lèi)用途的庫(kù)與包，如Numpy（數(shù)值計(jì)算）、SciPy（數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程計(jì)算）、Matplotlib（類(lèi)似MATLAB中plot的繪圖工具）等等。

Python是一門(mén)更易學(xué)更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿嫦驅(qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。作為通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的Python，有更為嚴(yán)格清晰的語(yǔ)法，可以輕易完成界面、文件、封裝等高階需求，可移植性更好，也非常適合AI、網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)應(yīng)用。

Python的擁有龐大的數(shù)學(xué)庫(kù)，如果不是必須用到MATLAB simulink的化，用Python來(lái)取代MATLAB 應(yīng)該是最佳方式了。我們經(jīng)?？梢钥吹竭@樣一個(gè)公式：python+NumPy+Scipy+matplotlib = Matlab
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