python代替matlab的工程 python可以代替matlab吗?

通常，在数字信号处理时，我们避不开matlab这个工具，因其它的强大的功能受到广大工程师的好评，也一直都是业界的不二之选。但是，matlab毕竟是商业软件，公司里如果使用的话，就需要支付高昂的费用。即使公司购买了商业版本，也不会每个人都能随时使用，这对我们平时的工作和学习将会带来很多的不便之处。

不过，除了Matlab外，还有什么不错的工具推荐呢？在这里为大家推荐的是一直很受欢迎的Python。对Python有所了解的同学就会知道，Python拥有丰富的第三方库，涉及到各个领域。应该说，没有你不知道的，只有你想不到的，它通通都有。在科学研究和数据处理上，它的应用非常的广泛。而且，他们通通都是免费的。是不是很诱人？不过，按照Python后，需要我们根据需求自己手动安装相关的第三方库，今天和大家一起学习下如何使用Python替代matlab进行数字信号处理。

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numpy是一个支持多维度的数组和矩阵运算库，并包含了大量的数学函数库，其科学数值运算较为高效，而被广泛应用于各种工程研发中。安装命令如下：

-m pip install numpy

如下图，出现安装成功的提示即可。

我们使用numpy写个代码试试吧。

import numpy

代码运行的结果如下，上面的示例中，n1和n2是两个数组，而n3和n4是两个矩阵，不过，矩阵库在numpy.matlab中。这里初始化我们用到了zeros和ones函数，是不是和之前学习的C++的Eigen库类似？

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matplotlib是一个风格类似matlab的绘图库，有着丰厚的图表绘制功能，并且和matlab有着相似的函数，对于熟悉matlab的同学可以无缝切入。安装命令如下：

-m pip install matplotlib

到这里我们已经安装了numpy和matplotlib这两个库，我们再结合numpy画个曲线看看，例如：y=3x+2。

import numpy

终端输出x,y的值：

关于x,y的曲线图：

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scipy是一个开源的科学计算库，主要有最优化、线性代数、积分、插值、拟合、特殊函数、快速傅里叶变换、信号处理、图像处理、常微分方程求解器等功能。安装命令如下：

-m pip install scipy

scipy库比上面两个要大一些，下载速度可能较慢，同学们请耐心等待。

按照惯例，这里可以上代码了，我们结合上面的numpy和matplotlib库写个正弦信号和正弦信号的傅立叶变换的例子。

import numpy

执行结果如下：

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当然，我们还可以用命令查看我们安装了哪些库。

-m pip

以上，这三个库是平时数字信号处理用到的非常重要的三个库。是不是已经心动了？大家赶快动手试下吧！

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