[斯坦福大学2014机器学习教程笔记]第五章-控制语句：for,while,if语句

 

    在本节中，咱们将学习如何为Octave程序写控制语句。

    首先，咱们先学习如何使用for循环。咱们将v设为一个10行1列的零向量。

    接着，咱们写一个for循环，让i等于1到10。写出来就是for i = 1:10。我要设v(i)的值等于2

的i次方，即输入 v(i) = 2^i ，循环的最后要记得写上 end 。这里的空格实际上是没有意义的，它们只是为了看起来更加好看。按照这样作，那么结果就以下图所示。

    因此这个语句的做用就是：让i遍历1到10的值。还有另一种方法：设置indices（索引）等于1到10，即输入indices = 1:10; ，这时indices就是一个从1到10的序列。如何能够输入for i = indices. ,这其实是和for i = 1:10. 是同样的。而后输入disp(i); end 也能获得一个一样的结果。

    若是你对 “break” 和 “continue” 语句比较熟悉，Octave里也有 “break” 和 “continue”语句，你也能够在 Octave环境里使用那些循环语句。
    可是首先让我告诉你一个 while 循环是如何工做的：

    让咱们写一个while循环，i=1; while 1<=5, v(i)=100; i=i+1;end; 。这是什么意思呢？我让i取值从1开始，而后我要让v(i)等于100，再让i递增1，直到i大于5中止。
    如今来看一下结果，我如今已经取出了向量的前五个元素，把他们用100覆盖掉，这就是一个while循环的句法结构。

    如今咱们来分析另一个例子，在这个例子中将展现怎么使用break语句。

    固然这也是咱们第一次使用一个if 语句，因此我但愿大家能够理解这个逻辑，让i等于1而后开始下面的增量循环，while语句重复设置v(i)等于999，不断让i增长，而后当i 达到6，作一个停止循环的命令，尽管有while循环，语句也就此停止。因此最后的结果是取出向量v前5个元素，而且把它们设置为999。

    因此，这就是if 语句和while 语句的句法结构。而且要注意要有end，这个例子有两个end语句。上面的例子里第一个end 结束的是if 语句，第二个end 结束的是while 语句。如今让我告诉你使用if-else 语句：（首先咱们设置v(1)=2)

    最后，提醒一件事：若是你须要退出 Octave，你能够输入exit命令而后回车就会退出Octave，或者命令quit也能够。
    最后，让咱们来讲说如何定义和调用函数。
    我在桌面上存了一个预先定义的文件名为 “squarethisnumber.m”，这就是在 Octave 环境下定义的函数。你须要建立一个文件，用你的函数名来命名，而后以.m的后缀结尾。当Ocatve发现这文件，它知道应该在什么位置查找。
    让咱们打开这个文件。请注意，我使用的是微软的写字板程序来打开这个文件，我只是想建议你，若是你也使用微软的Windows系统，那么可使用写字板程序，而不是记事原本打开这些文件。若是你有别的什么文本编辑器也能够，但记事本有时会把代码的间距弄得很乱。若是你只有记事本程序，那也能用。但若是你有写字板或者其余的，我建议你用写字板或者其余能够编辑函数的文本编辑器来编辑函数。
    如今咱们来讲如何在 Octave 里定义函数：
    这个文件只有三行：

    第一行写着function y = squareThisNumber(x)，这就告诉Octave，我想返回一个值，而且返回的这个值将被存放于变量y里。另外，它告诉了Octave这个函数有一个自变量，就是x，定义的函数主体是y=x²。

    如今让咱们尝试调用这个函数。输入squareThisNumber(5),实际上这是行不通的。Ocatve说这个函数未被定义。这是由于Ocatve不知道在哪里找这个文件。

    像以前同样，咱们使用pwd显示如今路径，而后更改路径cd 'C:\Users\ang\desktop'，而后调用这个函数，就会获得返回值25。

    还有一种更高级的功能，若是你知道search path (搜索路径)这个术语。你能够把下面这部分做为一个进阶知识，或者选学材料，仅适用于那些熟悉编程语言中搜索路径概念的同窗。因此若是你想要修改Octave的搜索路径，你能够使用addpath 命令添加路径，添加路径"C:\Users\ang\desktop";将该目录添加到Octave的搜索路径，这样即便你跑到其余路径底下，Octave依然知道会在Users\ang\desktop目录下寻找函数。这样，即便我如今在不一样的目录下，它仍然知道在哪里能够找到SquareThisNumber这个函数。

    可是，若是你不熟悉搜索路径的概念，不用担忧，只要确保在执行函数以前，先用cd命令设置到你函数所在的目录下，实际上也是同样的效果。

    Octave还有一个其余许多编程语言都没有的概念，那就是它能够容许你定义一个函数，使得返回值是多个值。这里就是一个例子，定义一个函数叫:squareAndCubeThisNumber(x)。这说的就是该函数返回值是两个值y1和y2。y1=x^2,y2=x^3。好比大家可能熟悉的C或C++，一般状况下，认为做为函数返回值只能是一个值，但Octave 的语法结构就不同，能够返回多个值。

    若是我输入[a,b] = SquareAndCubeThisNumber(5)，而后，a就等于25，b就等于125。

    因此说若是你须要定义一个函数而且返回多个值，这一点经常会带来不少方便。最后，我来给你们演示一下一个更复杂一点的函数的例子。比方说，我有一个数据集，像这样，数据点为(1,1), (2,2),(3,3)，我想作的事是定义一个Octave 函数来计算代价函数J(θ)，就是计算不一样θ值所对应的代价函数值。

    首先让咱们把数据放到Octave 里，我把设计矩阵设置为X = [1 1; 1 2; 1 3];（第一列表示x₀项，第二列表示训练样本的x值），y设置为y=[1 ; 2 ; 3]（这是y轴对应值）。如今咱们设定θ为[ 0 ; 1 ]。

    如今打开预先定义好的函数，请仔细看一下这个函数的定义，确保你明白了定义中的每一步。

    如今当我在Octave 里运行时，我输入J = costFunctionJ (X, y, theta)，它就计算出J=0。

    这是由于若是个人数据集x为[1;2;3]，y 也为[1;2;3]而后设置θ₀=0，θ₁=1，这给了我刚好45度的斜线，这条线是能够完美拟合个人数据集的。

    而相反地，若是我设置θ等于[0;0]，那么这个假设就是0是全部的预测值，和刚才同样，设置θ₀=0，θ₁=0，而后我计算的代价函数，结果是2.3333。实际上，他就等于1的平方，也就是第一个样本的平方偏差，加上2的平方，加上3的平方，而后除以2m，也就是训练样本数的两倍，这就是2.33。

    所以这也反过来验证了咱们这里的函数，计算出了正确的代价函数。完整性检查证实咱们对定义的代价函数J确实是能够计算出正确的代价函数的。至少基于这里的训练集是成立的。

    如今你知道如何在Octave 环境下写出正确的控制语句，好比for循环、while循环和if语句，以及如何定义和使用函数。在接下来的课程中，将学习向量化，这是一种可使你的Octave程序运行很是快的思想。