MATLAB时代的七种开源替代方案

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人，控制系统等领域。

MATLAB是matrix&amp;laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室），软件主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式。

[matlab应用](https://ww2.mathworks.cn/solutions.html#applications "matlab应用")

&gt; MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。

由于禁止国内学生使用 MATLAB，让实体名单对国内科研机构造成了更大的影响。对于 MATLAB 的开发者——软件公司 Mathworks，其员工也表示绝对无法认同。

&gt; 在社交网络上，有 Mathworks 员工表示：这次哈工大被禁是因为美国商务部出台的实体名单，Mathworks 作为有军工应用产品的美国公司只能遵守法规，这并不是 MathWorks 的主动行为。所谓被禁也只是不能提供技术支持和未来的商务合作，之前卖出去的正版授权应该还是可以用的。

&gt; MATLAB被禁也标志着科学无国界的共识已经被打破了，而我国几乎没有反制的方式。

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幸运的是，有很多开源替代品工具。不同的工具适合不同场景

1. “近乎完美”替代之SCILAB

SCILAB 是一款与 MATLAB 类似的开源软件，可以实现 MATLAB 上所有基本的功能，如科学计算、数学建模、信号处理、决策优化、线性、非线性控制等各个方面。

由于 SCILAB 的语法与 MATLAB 非常接近，熟悉 MATLAB 编程的人很快就会掌握 SCILAB 的使用。有意思的是，SCILAB 提供的语言转换函数可以自动将用 MATLAB 语言编写的程序翻译为 SCILAB 语言。目前，SCILAB 可在 Linux、WINDOWS 和 Mac OS 全 PC 平台运行。

作为开放源码的软件，SCILAB的源代码、用户手册及二进制的可执行文件都是免费的，公布于INRIA的网站上(中法实验室已建立其镜像网站)，可以直接下载，在EETOP论坛SCILAB专区也可以下载http://bbs.eetop.cn/forum-114-1.html。

更重要的是SCILAB 是由法国国家信息、自动化研究院的科学家们开发的“开放源码”软件，和美国没有关系！

此外最关键的是SCILAB也一个有类似 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类似！很多网友担心的simulink无法替代问题迎刃而解！

因此SCILAB 近乎可以完美替代MATLAB！（欢迎用过的朋友补充说明)

Xcos截图：

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2. 与MATLAB语法兼容Octave

如果已经对MATLAB语言非常熟悉，暂时不想学习一门新的语言，那么可以尝试一下Octave。Octave是GNU项目成员之一，提供了与MATLAB语法兼容的开放源代码科学计算及数值分析的工具。

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Octave 是一个类似 MATLAB 和 Scilab 的数学软件包，可以进行各种运算，编程。它还有丰富的 C++ 接口可以让用户编程时调用。其配套的绘图工具采用 gnuplot 。Octave 的使用也是基于字符终端模式的，当需要绘图时，将会调用 gnuplot 进行数据绘图，并显示出来。

Octave 是用 C++ 编写的，它内容丰富的库也可以供用户在编写软件时调用。Octave 同时还支持 Fortran 等的调用，GSL 绑定等。可以由用户定制自己的函数、子程序等。

3. 航天计算神器 GMAT

对于航天器轨道计算、任务分析等，可以尝试General Mission Analysis Tool (GMAT)。GMAT提供了图像化界面或脚本两种接口，相比于STK，GMAT的深空探测相关功能更加强大，可配置的资源也更多。

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4. 软件无线电、信号处理等应用 GNU Radio

GNU Radio是一个对学习，构建和部署软件定义无线电系统的免费软件工具包，可通过Python或类似于Simulink/Labview的图形化界面调用。紫丁香、龙江等卫星的业余无线电接收解调软件就是在GNU Radio基础上开发并开源发布的。

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5 机器人相关 Robot Operating System (ROS)
ROS是一种针对于满足不同机器人软件协同工作的灵活软件框架。目的在于提高软件模块化能力和复用能力，并实现不同任务间的数据/信号量的有效共享，方便多种机器人平台之间创建复杂和鲁棒的机器人行为，同时它也是一种工具库的约定与集合。

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6. Spyder

Spyder不是一门编程语言，Spyder是Python(x,y)的作者为它开发的一个简单的集成开发环境。和其他的Python开发环境相比，它最大的优点就是模仿MATLAB的“工作空间”的功能，可以很方便地观察和修改数组的值。

Spyder的界面由许多窗格构成，用户可以根据自己的喜好调整它们的位置和大小。当多个窗格出现在一个区域时，将使用标签页的形式显示。例如在图1中，可以看到“Editor”、“Object inspector”、“Variable explorer”、“File explorer”、“Console”、“History log”以及两个显示图像的窗格。在View菜单中可以设置是否显示这些窗格。
![](https://picture.iczhiku.com/weixin/weixin15923689986738.png)

Spyder 的界面与 MATLAB 非常类似，其作者早年也承认模仿了 MATLAB 的设计。如果对于 MATLAB 的仿真建模需求不高的话，Spyder 足以取而代之。

7. Python

Python是一门完全免费的通用编程语言，以开源的方式提供了大量各类用途的库与包，如Numpy（数值计算）、SciPy（数学、科学和工程计算）、Matplotlib（类似MATLAB中plot的绘图工具）等等。

![](https://picture.iczhiku.com/weixin/weixin15923689986739.png)

Python是一门更易学更严谨的面向对象的程序设计语言。作为通用程序设计语言的Python，有更为严格清晰的语法，可以轻易完成界面、文件、封装等高阶需求，可移植性更好，也非常适合AI、网络等相关应用。

Python的拥有庞大的数学库，如果不是必须用到MATLAB simulink的话，用Python来取代MATLAB 应该是最佳方式了。

我们经常可以看到这样一个公式：python+NumPy+Scipy+matplotlib = Matlab

2023-03-08 22:58 by admin 224 0

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MATLAB时代的七种开源替代方案

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