Python vs MATLAB - jtwp470’s blog

この記事はPython vs Matlabという記事を読んで感想や追記を入れた記事です.全訳はしていませんし和訳は結構適当です. したがってきちんと記事を理解したい場合は原文を読むことをおすすめします.

なんでこの記事を書こうと思ったのかの動機

今私は大学2年です.春学期(前期)に初めてMATLABというソフトウェアを使い,簡単な数値計算の講義を受けました.やった内容としては

コンピュータによる数値表現
関数近似
- 多項式補間
- ラグランジェ補間
- Rungeの現象
- マクローリン展開による近似
最小二乗法
連立一次方程式
非線形方程式,ニュートン法

などです.

ここでMATLABを使う際,いくつかのデメリットにぶち当たりました.

MATLABは有料ソフト
GNU Octaveなど代替品もあるがなかなか使い勝手が良くない
MATLAB言語自体の記法の謎

などです.突然ですが私はPythonが好きです.Pythonを選んだいくつかの理由のうちPythonでは数値計算ライブラリがあり結構充実していることを知っており選んだ経緯があります.そこでMATLABでできることをPythonでやれないか,またはMATLABとPythonどっちのほうがいいのか(※いいというのは性能面や使い勝手という部分です)と思い,とりあえずPythonで使う前にいろんな文献にあたってみて調べてみたことをまとめました.しかし,まだPython側のライブラリ(NumPy, SciPy, Matplotlib)などは触ったことがありませんのでご了承下さい.

更に私は数値計算の世界に入り込みたいと考えています.この先に利用するであろうソフトウェアについて知りたくなりまとめたという経緯もあります.

MATLABとPython

Python

Pythonはプログラミング言語です. 多くのPython処理系がCPythonとも呼ばれるくらいC言語によって書かれており更にPythonには大規模な標準ライブラリがあります.このライブラリにはOS固有の処理やスレッド,ネットワーク,データベースなどのモジュールが含まれています.

Pythonで数値計算を行うには追加でパッケージを導入する必要があり更にIDEも必要でしょう.IDEは自分が好きなIDEを導入して使うことができます.

更にPythonはオープンソースで無料でありPythonを拡張するツールを簡単に作成,入手することが可能です.

MATLAB

MATLABは市販の数値計算環境とプログラミング言語です.MATLABのコンセプトはすべてのパッケージ(IDEも)を含んでいることです.標準ライブラリには通常のプログラミングで使われるような機能は含まず,行列計算やデータのプロットなどに特化したライブラリが含まれています.

MATLABの問題

さてMATLABにはいくつかの問題が挙げられています.

アルゴリズムが独占されている.つまりあなたが使っているコード中の多くのアルゴリズムの中身を見ることができずその実装を信じなければならないということになる.
MATLABはとても高価である.つまりMATLABで書かれたコードを実行できるのはライセンスを買った者のみに限られてしまう.
MATLAB用のサードパーティ拡張機能を作成するのは難しいか不可能であるということ

MATLABの優位点

Simulinkの良い代替品がない
必要なパッケージが全て含まれているため初心者にはやさしい.(Pythonでは自身で環境整備やIDEの導入などをしなければならない)
大きな数値計算コミュニティがあり多くの大学で使われている.

Pythonの優位点

無料であること (コストをかけずに済み，ソースを見たり修正することができる)
美しいプログラミング言語 Pythonは簡単に読むことができるように設計された言語である.
強力である Pythonは非常によく設計されており自分の考えを容易にコードに変換できる.さらにPythonは大規模な標準ライブラリを持ちその中にはさまざまなデータを格納できるリスト,セット,辞書などがある.これらは本当にデータをまとめるときに役立つ.
名前空間
強力な文字列処理
Pythonでは信じられないほど簡単にできる.
移植性 Pythonは無料のためWindows, Linux, OS Xなどどの環境でも自分のコードを動かすことができる.
クラスや関数定義クラスや関数の定義をどこでもできる.
すばらしいGUI ツールキット Pythonでは見た目が良くしっかり動作するGUIアプリケーション開発ができる.