Octave on MacOSX

說到科學計算，一般人總是想到MathWorks公司的MATLAB。但這學期修數值方法，老師反而推薦另一套軟體：GNU/Octave。
其實這樣的態度是好的，老師也說，學生時期，應該要鼓勵我們用沒有版權爭議的Octave，而不是奇怪版本的MATLAB。況且MATLAB包含的領域太多了大部分也用不到，身為自由軟體的支持者，雖然MATLAB也能做到，但如果只是修課、寫作業的話，當然要試試看Octave這套軟體。

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如果是Windows使用者那就直接跳過這篇吧XD。Windows上面的設定很簡單，只要抓回來安裝好就好了，而且還有內建編輯器SciTE，用edit指令就可直接呼叫。
Mac底下就沒有那麼容易了，自己也曾經碰到一些困難。以下說明Octave for MacOSX的一些主要設定步驟：

1. 下載編譯好的可執行檔
2. 解決編輯器的問題
3. 設定.octaverc
4. 解決繪圖的問題（gnuplot與AquaTerm）


1. 下載編譯好的可執行檔
這很簡單，官網Download的地方選MacOSX可以連到SourceForge下的下載頁面。選擇最新的版本並確定自己的機型就可以囉。Intel的選octave-x.x.x-i386.dmg，PowerPC的選octave-x.x.x-ppc.dmg。


接下來就是簡單的drag-and-drop，把disk image檔裡的Octave.app拖曳到Applications裡就可以啦。
不過檔案先別急著刪，Extras資料夾裡的gnuplot等等還會用到！
用一般方式開啟Octave，就可以得到如下的終端機畫面：


注意畫面上方的標題，與開terminal時不一樣，Octave使用的shell是sh而不是一般情形的bash，所以有些unix指令在octave裡是行不通的。


2. 解決編輯器的問題
Octave for Mac的一大問題就是沒有內建編輯器。雖然說其實有沒有不影響，開個慣用的editor來寫，再用Octave來跑就行了。不過當打edit指令沒有辦法出現自己習慣的編輯器畫面，爽度就是有差XD。
Octave預設的編輯器是emacs，不信可以打入EDITOR來查看環境變數，會出現"ans = emacs"。
如果要換成vim，可以打
> edit editor "vim %s" 來切換，雙引號和%s都要照打，>是命令提示字元不用打。

但我和同學用edit或是edit xxx來編輯檔案都會當掉，不知什麼原因，我們用的是Intel Mac + OSX 10.5.5，預設編輯器換成vim也是不行，看來只要是terminal下的編輯器都有問題。
感謝iPluto補充：也可以用edit editor "xterm -e vim %s"就不會當，但是這樣會多開X11環境多此一舉。

解決之道就是改用其他GUI的編輯器，不推薦TextMate，雖然號稱最貴的text editor，但中文支援有問題，而且想支援MATLAB語法還要裝外掛。
所以我推薦用Smultron，是自由軟體，支援數十種程式語言，也有一些不錯的特色。可惜對於MATLAB語言的支援還是不如MATLAB的編輯器來得好，keyword辨別、註解、縮排等還有進步空間，不過以一個支援這麼多語言的編輯器來說算很不錯了！


首先要注意，Smultron會把.m的副檔名，辨認成Mac開發者常用的Objective-C，所以除非讀者本身就是Cocoa API的視窗程式開發高手，否則可以考慮修改副檔名辨認。


在偏好設定->進階->語法定義，勾選「使用擴展名猜測」，並且在下面的程式語言列表中，把Matlab後面加上m，把Objective-C的m去掉，這樣以後用Smultron開.m時，就能辨識成Matlab語法了。

最後還有一步，既然我們希望在Octave底下打edit就能開Smultron，就必須讓它能從terminal開啟。所幸Smultron和TextMate都有這項設計。


從Smultron選單的說明->安裝命令行工具，或是TextMate選單的Help->Terminal Usage（TextMate第一次啟動似乎就會問你要不要裝），即可輕易安裝。過程會要求輸入管理者的密碼，因為要動到/usr/bin下的東西。剩餘步驟請見下一段。


3. 設定.octaverc
編輯器安裝設定完了，因為現在/usr/bin下已經有smultron, mate這些東西，只要到terminal下打
> smultron 或
> mate
就能開啟該GUI文字編輯器。（注意開terminal時，如果目前正在跑octave，要按cmd+N開一個新視窗才是bash shell的terminal喔）
再回到Octave畫面，打edit editor "smultron %s"就能將預設編輯器改成Smultron。
不過必須每次開Octave都要下edit editor "smultron %s"才能變更編輯器，很麻煩該怎麼辦呢？

可以設定.octaverc。點代表隱藏檔，rc是run commands的縮寫，在程式開始的時候就run一些commands，意義相當於偏好設定檔。其他unix-like系統常見的有.vimrc，.bashrc，.cshrc。
現在再回到bash terminal（不是octave喔），我們要在home底下建立.octaverc。
> cd ~ 切換到home，~代表家目錄的意思
> touch .octaverc 為了避免沒這個檔案，先摸(建立)一下。一定要加"點"喔！
> open .octaverc 用Mac的文字編輯開啟.octaverc。
會用vim的人也可以直接在第二步：
> vim .octaverc


先把預設編輯器改成自己喜歡的：
edit editor "smultron %s"
然後看還有沒有其他的東西要設定。例如預設的起始路徑是~/，但是我喜歡把程式都放在~/Octave目錄下，所以可以多加這行：
cd ~/Octave
讀者如果有自己習慣要先跑的指令也可以加在這裡。


4. 解決繪圖的問題（安裝gnuplot與AquaTerm）
現在再回到Octave下，舉一個簡單的繪圖範例：
> x = 1:100;
> y = sqrt(x);
> plot(x,y);
這樣會畫出 y=sqrt(x)從x=1~100的圖，可是畫面卻出現error：
error: you must have gnuplot installed to display graphics; if you have gnuplot installed in a non-standard location, see the 'gnuplot_binary' function 原來是還需要gnuplot這個元件才能畫圖。這時候回到1.抓下來的octave-x.x.x-xxxx.dmg檔，把Extras裡的gnuplot-x.x.x-xxxx.dmg裝起來，同樣也是drag-and-drop就可以了。（其實一開始就該裝了啦XD，只是故意寫在後面來說明。）

注意：使用gnuplot需要先安裝X11系統，OSX10.5 Leopard本身就附上X11了，但OSX10.4 Tiger的人需要到安裝光碟Disc 2找X11來裝，但下面有免X11的解決方法。

這時候再畫一次應該就能出現這樣的結果：


有點鋸齒狀，效果不是很好。因此在Mac上推薦使用AquaTerm這個套件。網路上說：

AquaTerm allows you to plot things in OS X without using an X client, such as X11. This has two advantages:

• It requires less memory and hard drive space, if you don't have X installed or running already.
• The graphs look better, and can be saved as Quartz PDFs.

不需要X11，省空間跟記憶體，畫出來的圖漂亮又能存成PDF和EPS，所以別懷疑快去下載吧。安裝方法也是簡單的drag-and-drop至/Applications裡。
不過裝完AquaTerm仍然會用X11來畫圖，還差最後一步。到bash terminal下：
> cd ~
> touch .profile
> open .profile 編輯.profile這個檔案，還是要加"點"。檔案裡打入這行：
export GNUTERM='aqua'
存檔離開，重新開啟Octave，再用剛剛的畫圖範例：
> x = 1:100;
> y = sqrt(x);
> plot(x,y);
現在用Octave畫圖就會開啟AquaTerm來顯示了，很細緻呢！

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《本篇文章歡迎補充與指教》
主要參考資料：Octave Docs，Octave Wiki上的OctaveForMac。