啟動與離開 Octave

一般來說 Octave 的啟動方式是直接執行 octave，當啟動了之後 Octave 會等待使用者輸入指令以便執行，而執行完後又會繼續等待下一個指令，直到使用者輸入離開 Octave 的指令為止。

離開 Octave 可以使用 exit() 或 quit() 函數：

exit (status)
quit (status)

exit() 與 quit() 函數用來離開 Octave，兩個函數功能相同，status 參數是指定 Octave 結束時回傳給作業系統的值，若不指定則預設為0。

atexit (fcn)
atexit (fcn, flag)

設定離開 Octave 時執行的函數，例如：

function last_words ()
    disp ("Bye bye");
endfunction
atexit ("last_words");

這裡自行定義一個函數 last_words()，並呼叫 atexit() 函數，這樣在 Octave 離開時，就會自動執行 last_words() 函數。

atexit() 函數會將 fcn 所指定的函數加入一個列表中，在 Octave 離開時執行此列表中的函數，也就是說可以指定多個函數一並在 Octave 離開時執行，而 flag 參數是用來指定將 fcn 加入或移除列表，若 flag 設為 true 則為加入，設為 false 則為移除。

atexit() 從列表中移除函數時，只會將第一個符合的函數移除，若是一個函數加入了好幾次，在移除時也要移除好幾次。

線上說明文件（Online Help）

Octave 官方完整的線上參考手冊可以使用 doc 指令來查閱：

doc [function_name]

doc 指令會使用 GNU Info 瀏覽器打開 Octave 官方線上參考手冊，function_name 參數用來指定要查看的章節，例如：

doc rand

若是不指定 function_name，則會顯示文件最開頭的目錄：

doc

而由一些由使用者發展的函數與變數亦可以使用 help 指令查詢其說明與使用方式：

help [name]

help 指令用來查詢一些由使用者發展的函數與變數，name 為指定的函數或是主題名稱，例如查詢 plot 函數的說明與使用方式：

help plot

name 也可以直接指定為運算子，例如乘法運算子的說明：

help *

以 help 查詢逗號（,）與分號（;）運算子時，因為這兩個運算子是指令的分隔運算子，無法直接放在指令中，必須使用 help comma 與 help semicolon 替代。

若要搜尋線上手冊可以使用 lookfor 指令：

lookfor str
lookfor -all str
[func, helpstring] = lookfor (str)
[func, helpstring] = lookfor (’-all’, str)

lookfor 指令是用來在所有的函數說明中尋找 str（不分大小寫），預設 lookfor 只會搜尋每個函數說明的第一句，若是要在完整的函數說明中尋找，則必須加上 -all 參數。

lookfor 預設是搜尋函數的第一句說明，標準的 Octave 函數會將最重要的說明與關鍵字放在函數說明的第一句，但是有一些其他使用者自行撰寫的函數不一定會遵守此規定，因此在搜尋非官方的函數時，最好加上 -all 參數搜尋全部的函數說明。

例如想搜尋 plot 相關的函數：

lookfor plot

這會將所有包含 plot 字樣的函數列出來。

命令列編輯（Command Line Editing）

Octave 使用 GNU Readline Library 提供命令列（command-line）的操控與歷史紀錄功能，這裡只介紹一般性的功能，進階的使用技巧可以參考 GNU Readline Library。

有許多命令列的編輯功能是透過控制字元（control characters）來操作，例如 Ctrl + a 會將輸入游標移動到行首，操作方式是先按住鍵盤上的 Ctrl 鍵，在按下 a 鍵，其餘的控制字元也是以類似的方式操作。

另一種命令列的操作方式是透過 Meta 字元（Meta characters），例如 Meta + u 的輸入的方式是按住 Meta 鍵再按下 u 鍵，在一些系統中沒有 Meta 鍵，則使用 Esc 鍵，即按一次 Esc 鍵（不用按住）再輸入 u。

移動游標（Cursor Motion）

以下這些指令可以用來移動游標：

  • Ctrl + b：將游標向後移動一個字元，在大部份的系統中可以使用左鍵替代。
  • Ctrl + f：將游標向前移動一個字元，在大部份的系統中可以使用右鍵替代。
  • Del：將游標左邊的一個字元刪除。
  • Ctrl + d：將游標所在的一個字元刪除。
  • Meta + f：將游標向前移動一個字（word）。
  • Meta + b：將游標向後移動一個字（word）。
  • Ctrl + a：將游標移動到行首。
  • Ctrl + e：將游標移動到行尾。
  • Ctrl + l：清除螢幕，只留下最後一行 Octave 提示符號。
  • Ctrl + _ 或 Ctrl + /：復原最後一次的編輯動作。
  • Meta + r：復原本行指令的所有編輯動作。

以上是在輸入指令時最常用的編輯指令。

Ctrl 主要用於字元（characters）的操作，而 Meta 主要用於字（word）的操作，例如 Ctrl + f 是向後移動一個字元，而 Meta + f 是向後移動一個字。

在 Octave 中也有專門的函數可以清除螢幕：

clc()
home()

clc() 與 home() 兩個函數功能相同，都是將螢幕清除，並將游標移至第一行，這些函數可以用在 Octave 程式中。

剪下與貼上（Killing and Yanking）

Octave 的命令列支援文字的剪下與貼上，以下是相關的指令：

  • Ctrl + k：剪下從目前游標所在位置到行尾的所有文字。
  • Meta + d：剪下從目前游標所在位置向後到字的結尾之間的所有文字，若是游標剛好在字與字之間，則將下一個字結尾之前的文字剪下。
  • Meta + Del：剪下從目前游標所在位置向前到字的開頭之間的所有文字，若是游標剛好在字與字之間，則將上一個字開頭之後的文字剪下。
  • Ctrl + w：剪下從目前游標所在位置向前到前一個空白字元之間的所有文字。

Ctrl + w 與 Meta + Del 是不同的，因為字的邊界不一定是空白字元。

Octave 會將剪下的文字儲存在一個 kill-ring 緩衝區中，而 kill-ring 中的資料可以使用下面的指令貼上：

  • Ctrl + y：貼上 kill-ring 中最頂端的文字。
  • Meta + y：旋轉 kill-ring 並貼上最頂端的文字，這個指令只有在上一個指令是 Ctrl + y 或 Meta + y 時可以使用。

kill-ring 可以想像是一個會轉動的環狀緩衝區，每次呼叫 Meta + y 就會將 kill-ring 轉動一格，並貼上最頂端的文字。以上兩個指令常常需要配合使用，若要貼上的文字不是最後一次剪下的，則必須先使用 Ctrl + y 貼上最後一次剪下的文字，再用 Meta + y 選取要貼上的文字。

Ctrl + k 代表剪下而 Ctrl + y 代表貼上是來自於於英文的 killing 與 yanking。

編輯文字

以下指令用於編輯指令列的文字：

  • Ctrl + q 或 Ctrl + v：輸入下一個鍵入的字元，通常用在輸入特殊字元的時候。
  • Meta + Tab：輸入 Tab 字元。
  • Ctrl + t：將游標之前的一個字元連同游標向後移動，若是游標已經在行尾，則將行尾的最後兩個字元對調。
  • Meta + t：將游標的前一個字（word）連同游標向後移動。
  • Meta + u：將游標所在位置到目前的字（word）的結尾之間所有的字元轉為大寫。
  • Meta + l：將游標所在位置到目前的字（word）的結尾之間所有的字元轉為小寫。
  • Meta + c：將游標所在位置或之後的第一個字元轉為大寫，並將游標移動至該字（word）的結尾處。

自動補齊（Completion）

以下的指令提供自動補齊的功能：

  • Tab：將游標之前的文字自動補齊（completion），Octave 可以自動補齊指令與變數名稱。
  • Meta + ?：列出所有可用於游標之前的文字自動補齊，在大部分的系統中可用連續兩個 Tab 替代。

歷史紀錄（History）

Octave 會將使用者所輸入的每一行指令記錄下來，以便讓使用者可以查詢與執行已經執行過得指令，而不用再重新輸入一次，而當離開時 Octave 會將最近輸入的指令自動儲存在紀錄檔中，最多可以儲存的指令數量是由 history_size 這個變數來設定，而紀錄檔的位置則是由 history_file 變數來指定。

下面是一些瀏覽與搜尋指令紀錄的指令：

  • Enter：不管游標在哪個位置，按下 Enter 鍵之後，若是輸入的指令不是空字串，Octave 就會執行所輸入的指令並將此指令加入指令紀錄中。
  • Ctrl + p：顯示上一個指令紀錄，在大部分的系統中可用上鍵替代。
  • Ctrl + n：顯示下一個指令紀錄，在大部分的系統中可用下鍵替代。
  • Meta + <：顯示第一個指令紀錄。
  • Meta + >：顯示最後一個指令紀錄，也就是目前輸入的指令。
  • Ctrl + r：從目前在指令紀錄中的位置向前搜尋，支援 incremental search。
  • Ctrl + s：從目前在指令紀錄中的位置向後搜尋，支援 incremental search。

除了使用鍵盤指令操控指令紀錄外，Octave 也提供了一些指令可以查閱與編輯指令紀錄：

history [options]

若是不佳任何參數，history 會顯示目前的指令紀錄，亦即最近執行過的指令，其可用的參數如下：

  • -w file：將目前的指令紀錄儲存至檔案 file 中，若是沒有指定 file 參數，則會儲存至預設的紀錄檔，在一般的 UNIX 系統中預設是 "~/.octave_hist"。
  • -r file：從紀錄檔中載入指令紀錄，覆蓋掉目前使用中的指令紀錄，若是沒有指定 file 參數，則會由預設的紀錄檔中讀取，在一般的 UNIX 系統中預設是 "~/.octave_hist"。
  • n：只顯示最近 n 筆指令紀錄。
  • -q：不要顯示行號。

例如顯示最近 10 筆指令紀錄，而不要顯示行號：

history -q 10

edit_history [first] [last]

此指令會開啟指定的編輯器（由 EDITOR 變數指定）編輯指令紀錄，在編輯指令時 Octave 會將要編輯的指令儲存至一個暫存檔中，而編輯完成後 Octave 會自動執行此暫存檔中的指令，這個功能在自行定義函數時非常有用，比起直接在命令列中定義函數方便許多。

Octave 會在編輯器關閉之後自動執行站存檔中的指令，若想要取消則將檔案中的內容清空即可。

edit_history 可以接受兩個參數，指定要編輯的指令紀錄範圍，例如要編輯從第 3 行到第 8 行的指令紀錄：

edit_history 3 8

若是只指定一個參數，就會只編輯該行指令紀錄，例如編輯第 5 行：

edit_hostory 5

若是不加任何參數，則會編輯最後一行指令紀錄。

run_history [first] [last]

與 edit_history 類似，但直接執行指定範圍的指令而不開啟編輯器。例如執行第 3 行到第 8 行的指令紀錄：

run_history 3 8

提示符號（Prompt）

Octave 預設的提示符號是 octave:##>，## 代表行號，Octave 允許使用者自訂提示符號，以下是一些可以用在自訂提示符號的變數：

  • \t：時間。
  • \d：日期。
  • \n：Begins a new line by printing the equivalent of a carriage return followed by a line feed.
  • \s：Octave 程式名稱，通常是 “octave”。
  • \w：目前的工作目錄名稱。
  • \W：不含路徑的目前工作目錄名稱。
  • \u：目前的使用者名稱。
  • \h：簡短的主機名稱。
  • \H：完整的主機名稱。
  • \#：行號，從開啟 Octave 時開始計算。
  • \!：指令紀錄中的行號，與 # 的差異在於 Octave 開啟時所載入的指令紀錄行數。
  • \$：若 UID 為 0，則顯示 #，否則顯示 $。
  • \nnn：以八進位 nnn 指定字元。
  • \\：顯示反斜線。

Octave 的提示符號可以透過下列函數查詢與變更：

val = PS1()
old_val = PS1(new_val)

PS1() 用來查詢或設定 Octave 主要的提示符號，當 Octave 準備好可以讓使用者輸入指令時，就會顯示主要提示符號，預設是 "\s:\#> "，若要更改則使用 new_val 參數指定新的提示符號，例如：

PS1 ("\\t[\\#]> ")

這會將提示符號更改為類似 15:48:46[20]> 這個樣子。

若是使用雙引號輸入反斜線，則需要將反斜線重複一次，若是使用單引號則不需要，例如：PS1 ('\t[\#]> ')。

val = PS2()
old_val = PS2(new_val)

PS2() 用來查詢或設定 Octave 次要的提示符號，當使用者無法在一行會輸入所有的指令時，第二行之後的提示符號會顯示次要提示符號，更改方式與 PS1() 類似，預設為 ">"。

val = PS4()
old_val = PS4(new_val)

PS4() 用來查詢或設定 echo 輸出的前置字元（prefix），主要用於 echo 指令，預設是 "+ "。

Diary 與 Echo

Octave 的 diary 功能可以將使用者所有的操作紀錄至檔案中，包含所有的輸入的指令與輸出的結果：

diary options

diary 指令可以將所有輸入的指令與其所產生的輸出訊息記錄至檔案中，就像螢幕上所看到的一樣，可用的參數有：

  • on：開始紀錄。
  • off：停止紀錄。
  • file：檔案名稱。

有時候我們會想看 Octave 執行到函數或指令稿（script）中的哪一個部分，例如在除錯的時候，可以使用 echo 函數：

echo options

echo 可設定使否顯示函數或指令稿（script）中正在執行的指令，可用的參數有：

  • on：開啟指令稿的顯示功能。
  • off：關閉指令稿的顯示功能。
  • on all：開啟函數與指令稿的顯示功能。
  • off all：關閉函數與指令稿的顯示功能。
val = echo_executing_commands ()
old_val = echo_executing_commands (new_val)

查詢或設定 Octave 內部用來控制 echo 的變數，此數值可以是以下數值任意的總和：

  • 1：顯示從指令稿檔案（script files）中讀取而執行的指令。
  • 2：顯示在函數中執行的指令。
  • 4：顯示從指令列讀取而執行的指令。

例如要開啟函數與指令稿的顯示功能（即 echo on all），則將此數值設定為 3（1 + 2）

echo_executing_commands (3)

事實上此變數是依照第幾個位元被設定而決定哪個功能被開啟，1 的二進位是 001b（第一個位元被設定），2 是 010b（第二個位元被設定），3 則是 100b（第三個位元被設定）。而 1 + 2 = 3，是 011b（第一個與第二個位元被設定）。

錯誤訊息（Error Messages）

Octave 中的錯誤訊息主要分為語法錯誤（parse error）與執行時錯誤（run-time error）兩種。 語法錯誤（parse error）

在使用 Octave 時常常會碰到輸入的指令語法錯誤導致 Octave 無法執行的問題，此時 Octave 會出現錯誤訊息，並且標明錯誤出現的位置，例如：

3 *** 2

會出現錯誤訊息：

parse error:
syntax error
>>> 3 *** 2
^

Octave 會使用 ^ 符號將錯誤出現的位置標示出來，在 Octave 中的運算子只有 **，沒有 ***，因此出現第三個 * 時，Octave 無法解讀所以回報錯誤。

執行時錯誤（run-time error）

此種錯誤又稱為 evaluation error，發生在程式實際執行的時候，例如：

自行定義個函數 f(x)：

function y = f(x)
    y = x^2
endfunction

呼叫此函數：

f()

產生的錯誤訊息：

error: `x’ undefined near line 2 column 9
error: called from:
error: f at line 2, column 7

此錯誤訊息是由最內層的錯誤發生處所產生的，其所提供的 trackback 可以協助使用者找出錯誤的位置。第一行錯誤訊息表示在程式第 2 行的第 9 個字元的位置有個 x 變數沒有定義，若是錯誤發生在函數中，則行號是由函數定義檔的開頭起算，若是發生在函數之外，則會以 Octave 輸入指令的行號為準(這個行號預設會顯示在提示符號中)。

第二行與第三行錯誤訊息表示此錯誤發生在 f() 函數之中，若是 f() 函數是被另一個函數所呼叫的，例如 g() 函數，則錯誤訊息還會多出一行：

error: g at line 2, column 16

藉由這個函數呼叫的列表，使用者可以快速的追蹤錯誤發生的經過。