Analisi di Immagini e Dati Biologici Octave/Matlab L2-2-1 24

Lavorare con gli m-files .m è l'estensione dei file dove vengono salvati gli script per Octave Sono file di testo ordinari Editor consigliati: Windows: Notepad Notepad++ (http://notepad-plus-plus.org/) Linux: Gedit Kedit JEdit Emacs vim

m-file Aggiunge una nuova funzione o un comando che esegue uno script <nome>.m: digitando octave:1> <nome> Raccomandato incapsulare gli script all'interno di funzioni Il nome della funzione deve corrispondere al nome del file che precede '.m' Non sono ammessi spazi o caratteri di punteggiatura (segue le stesse regole dei nomi delle variabili)

Strutture di Controllo Programmando è sovente necessario usare strutture di controllo dell'esecuzione Le strutture di controllo possono essere condizionali come il caso della struttura if o switch Oppure sono delle strutture di loop che indicano un blocco di comandi da eseguire N volte (ciclo 'for'), oppure fino a quando una condizione è verificata (ciclo 'while')

Esecuzione Condizionale: if...else L'esecuzione di uno script avviene dalla prima linea in modo sequenziale. Se non ci sono errori ogni linea è interpretata ed eseguita. La struttura if...else...endif permette di eseguire in modo condizionale blocchi di istruzioni Forma più semplice if (condizione) then-body endif

Esecuzione Condizionale: if...else Come esprimere condizioni: Operatori di confronto >, >=, ==, <, <=, !=, ~= Operatori booleani || (OR), && (AND) Esempio: if (a < 0 || a > 10) ...codice da eseguire se valore di a esterno ad intervallo [0 10] endif

Esecuzione Condizionale: if...else In caso ci sia codice alternativo da eseguire quando la condizione non è verificata if (a < 0 || a > 10) ...codice da eseguire se valore di a esterno ad intervallo [0 10] else endif

Esecuzione Condizionale: if...else Controllo di casi multipli con elseif if (rem (x,2) == 0) printf(“x è pari\n”); elseif (rem(x,3) == 0) printf(“x è dispari e divisibile per 3\n”); else print (“x è dispari\n”); endif

Controllo con switch Utile quando si deve decidere quale codice eseguire in base al valore di una variabile Analogie con if (..) … elseif …. elseif …. endif switch (x) case 1 fai_qualcosa (); case 2 fai_qualcosaltro(); case 3 fai_qualcosaltro_ancora(); otherwise altrimenti_fai_questo(); endswitch

Ciclo for Ripete un blocco di istruzioni n volte usando una variabile come contatore Esempio: stampiamo a terminale 20 valori della funzione esponenziale (exp) nell' intervallo [0, 4] X = linspace(0,4,20); for p = [1:1:length(x)] Y = exp(x(p)); printf (“ exp(%d) = %d\n”,x(p),Y); endfor

Esercizio Lavoro volontario: Cercare sul manuale la sintassi della funzione printf e spiegarla alla prossima lezione La funzione printf (e la sua variante fprintf) serve per generare output 'formattato' Utile per scrivere messaggi alla console sia per debugging che per informazione Queste funzioni ammettono un primo argomento 'stringa' dove viene spiegato quanti e quali argomenti verranno elencati in seguito

Ciclo while...endwhile Come per for anche questo ciclo ripete blocchi di comandi ma l'esecuzione è condizionata dalla verifica (ad ogni ciclo) di una condizione Le condizioni vengono scritte in modo del tutto analogo a quelle che controllano la struttura if E' semplice riscrivere l'esempio per for usando while Il ciclo while è utile quando non è possibile stabilire a priori o non è semplice capire quante volte una sequenza di comandi deve girare

Ciclo while...endwhile Ciclo for dell'esempio precedente riscritto con while X = linspace(0,4,20); p = 1; while (p <= 20) Y = exp(x(p)); printf (“ exp(%d) = %d\n”,x(p),Y); p = p + 1; endwhile

Ciclo do...until Come per while il ciclo è controllato da una condizione argomento della parola chiave until La differenza sostanziale sta nel fatto che questo ciclo viene eseguito sempre almeno una volta Il ciclo continua fino a quando la condizione argomento di until diventa vera. (Mentre con il ciclo while si interrompe quando diventa falsa) Esempio: raccolta in un array dei valori di una funzione fino a quando la variazione del valore della funzione diventa < di un numero fissato

Ciclo do...until Raccogliamo N punti della funzione (1 – exp(- x)) tra 0 e un punto da stabilire. Condizioni: l'incremento della variabile indipendente x è fissato a 0.2 Il ciclo continua fino a quando la differenza tra exp(xi) e exp(xi+1) diventa < 0.001

Ciclo do...until Codice dell'esempio dx = 0.2; target_delta = 0.001; xtmp = 0; ytmp = 1 - exp(-xtmp); xp = yp = [ ]; do x = xtmp; y = ytmp; xp = [xp x]; yp = [yp y]; xtmp = x + dx; delta = ytmp – y; until (delta < target_delta); yp

Condizioni Applicate a Vettori o Matrici Proprietà degli operatori di confronto: Un confronto tra matrici è quella di applicare il confronto e restituire come risultato una matrice di 1 e 0, dove 1 segnala che che la condizione è verificata A=[1 2 3; 3 -2 1; 5 -4 9]; B=[3 2 1; 2 1 -2; 5 5 4]; A > B ans = 1 0 0 0 1 0 A < B 0 0 1 1 0 1

Esempio di funzione: matshuffle Creiamo una funzione che riordina in modo casuale gli elementi di una matrice Usiamo il comando 'function'per dichiarare la funzione Il codice della funzione deve essere chiuso dalla parola chiave 'endfunction' Usiamo la funzione 'reshape' per trasformare la matrice in un array Riordineremo l'array creandone un altro e quindi usando ancora 'reshape' rigenereremo una matrice con le stesse dimensione

Esempio: matshuffle.m La struttura generale sarà function matrice_riordinata = matshuffle(matrice_input) % % % commenti per il comando 'help' % linea comando 1 linea comando 2 …. linea comando n endfunction

Esempio: matshuffle.m Parte 1 function shuffled_matrix = matshuffle(m) % % Riordina casualmente gli elementi di una matrice % matshuffle(matrice_input) % la matrice di input può avere dimensioni arbitrarie % prima di tutto stabiliamo la dimensione della matrice % usando 'size'. Questa funzione ritorna un vettore riga % contenente il numero di righe e di colonne della matrice matrix_size = size(m); % la funzione 'prod' ritorna il prodotto degli elementi di % un array. Se l'argomento è una matrice ritorna un array % contenente i prodotti per colonne numero_elementi = prod(matrix_size);

Esempio: matshuffle.m Parte 2 % reshape ristruttura una matrice in una nuova matrice % avente dimensioni specificate. La funzione ammette % una forma % % reshape(matrix,n,m) % dove le nuove dimensioni n ed m sono argomenti separati % oppure nella forma % reshape(matrix,[n m]) % dove le nuove dimensioni sono contenute in un array riga % collochiamo gli elementi della matrice in un vettore riga elementi = reshape(m,1,numero_elementi);

Esempio: matshuffle.m Parte 3 % procediamo con un loop tante volte quanti sono gli elementi meno 1 % il loop for crea la variabile en che prenderà tutti i valori nella % sequenza 1,2,...., numero_elementi % % ad ogni ciclo prenderemo un numero intero casuale compreso tra % 1 e il numero di elementi ancora da randomizzare. % prenderemo quell'elemento e lo metteremo all'inizio dell'array % subito dopo gli elementi già randomizzati % Ci fermiamo quando rimane un elemento for en = [1:numero_elementi-1] % generiamo un numero casuale tra 1 e (numero_elementi - en + 1) rndindex = en + floor((numero_elementi - en + 1) * rand()); % scambiamo ora l'elemento di indice en e quello generato casualmente tmp = elementi(en); elementi(en) = elementi(rndindex); elementi(rndindex) = tmp; endfor

Esempio: matshuffle.m Parte 4 shuffled_matrix = reshape (elementi,matrix_size); endfunction

Esempio: matshuffle.m all'opera octave:1> m=magic(6) m = 35 1 6 26 19 24 3 32 7 21 23 25 31 9 2 22 27 20 8 28 33 17 10 15 30 5 34 12 14 16 4 36 29 13 18 11 octave:2> sum(m) 111 111 111 111 111 111 octave:3> shuffled=matshuffle(m) shuffled = 17 12 10 28 32 22 2 3 27 30 8 25 33 21 34 24 4 20 31 11 7 26 19 6 18 35 36 15 29 13 5 16 14 9 23 1 Octave:4> sum(shuffled) ans = 106 98 128 132 115 87