matlab

MATLAB und GNU Octave

Verwenden Sie diesen Skill, um numerischen Code zu entwerfen oder zu überprüfen, MATLAB-Versionen zu migrieren, reproduzierbare Projekte vorzubereiten und vertrauenswürdige Ausführungen zu planen. MATLAB und GNU Octave sind unterschiedliche Produkte: Die Kompatibilität ist teilweise, keine Garantie für Lizenz oder Verhalten.

Produkt- und Lizenzprüfung

• MATLAB R2026a ist proprietär. Gehen Sie nicht davon aus, dass MATLAB, MATLAB Online, eine benannte Toolbox, MATLAB Test, MATLAB Compiler, MATLAB Coder, Parallel Computing Toolbox oder ein Add-on installiert, lizenziert oder dem Benutzer verfügbar ist.
• MATLAB Runtime ist nicht MATLAB. Es führt kompatible, mit MATLAB Compiler erstellte Anwendungen aus; es kann keinen beliebigen Quellcode ausführen oder die MATLAB Engine für Python hosten. Das Erstellen von Artefakten erfordert den entsprechenden lizenzierten Compiler und jedes vom Quellcode verwendete Produkt.
• GNU Octave 11.3.0 ist freie Software unter GPLv3+. Octave-Pakete sind keine MATLAB-Toolboxen. Ähnliche Namen implizieren keine API-, numerische, grafische oder Lizenzäquivalenz.
• Fragen Sie, welche Laufzeitumgebung, Version, Plattform, installierte Produkte und Lizenzkontext der Benutzer tatsächlich hat. Behandeln Sie die Verfügbarkeit als unknown, bis sie bestätigt ist.

Siehe Octave-Kompatibilität und Ausführungs-/Produktgrenzen.

Unverhandelbare Sicherheitsgrenze

Führen Sie niemals eine nicht vertrauenswürdige .m-, .mlx-, MEX-Binärdatei, MAT-Datei, Projekt-Start-/Herunterfahraktion, Paketinstallationsprogramm oder generiertes Artefakt aus. Eine statische Überprüfung beweist keine Sicherheit.

Behandeln Sie diese als Ausführungs- oder Code-Ladeoberflächen:

• eval, evalin, assignin, textbasiertes feval, str2func, Callbacks, Timer, App-Callbacks und dynamisch geänderte Pfade;
• system, unix, dos, Shell-Escape !, Java, .NET, Python (py.*, pyrun, pyrunfile), MEX und native Bibliotheken;
• mex, codegen, MATLAB Compiler, Build-Aufgaben, Paket-/Projektstart und generierter Code;
• load, Objekt-Deserialisierung (loadobj, benutzerdefinierte Serialisierung), Funktions-Handles, Java/System-Objekte und von MAT-Dateien erreichbarer Klassencode.

.mlx ist ein undurchsichtiges Archiv für dieses Toolkit und MEX ist nativer ausführbarer Code. Verwenden Sie Python-Pickle nicht für den Austausch. Überprüfen Sie zuerst, isolieren Sie bei Bedarf, holen Sie explizite Zustimmung ein und rufen Sie dann eine vom Benutzer bestätigte ausführbare Datei und Lizenz auf. Gebündelte Skripte sind statisch oder Trockenlauf-Tools: Keines startet MATLAB, Octave, Python Engine, einen Compiler oder einen Unterprozess.

Standard-Workflow

1. Ziel klären. Erfassen Sie MATLAB-Release oder Octave-Version, Betriebssystem/Architektur, Basisprodukt im Vergleich zu erforderlichen Toolboxen/Paketen, erwartete Ein-/Ausgaben, numerische Toleranzen und ob die Ausführung autorisiert ist.
2. Statistisch inventarisieren. Scannen Sie .m-Dateien, undurchsichtige Artefakte, Projektpfade, erforderliche Produkte und MAT-Header, bevor diese zur Laufzeit geladen werden.
3. Code-Form wählen. Bevorzugen Sie Funktionen mit einem arguments-Block für die Automatisierung. Verwenden Sie Skripte nur für kontrollierte Orchestrierung und Live-Skripte für überprüfte interaktive Erzählungen.
4. Semantik explizit machen. Erfassen Sie Formen, Klassen, Einheiten, Regeln für fehlende Werte, Indizierung, implizite Expansion, RNG-Algorithmus/Seed, Toleranzen und Ausgabeformate.
5. Ohne versteckten Zustand testen. Halten Sie Fixtures synthetisch, Pfade projektlokal, Grafiken deterministisch und Tests unabhängig von Basis-Workspace-Residuen.
6. Ausführung planen. Erstellen Sie einen argv-Plan, überprüfen Sie Start-/Pfad-Effekte und Lizenzen und starten Sie nur nach expliziter Zustimmung außerhalb dieser Helfer.
7. Provenienz erfassen. Hashen Sie benannte Eingaben/Code und erfassen Sie Release, Produkte, RNG-Richtlinie, Toleranzen und Befehlsplan, ohne die Umgebung zu dumpen.

Sprach- und Daten-Checkliste

Skripte, Funktionen und Live-Skripte

• Skripte teilen den Aufrufer-/Basis-Workspace und hinterlassen Variablen. Funktionen haben lokale Workspaces und explizite Ein-/Ausgaben.
• Live-Skripte (.mlx) mischen Code und reichhaltige Ausgabe, sind aber keine Klartext-Review-Artefakte. Exportieren Sie den überprüften Code zur statischen Inspektion nach .m.
• Vermeiden Sie clear all, breites addpath(genpath(...)), Abhängigkeit von pwd, globale Variablen und stilles Namens-Shadowing. Verwenden Sie Projektwurzeln und fullfile.
• Validieren Sie Größen, Klassen und Werte in arguments-Blöcken. Denken Sie daran, dass Typdeklarationen Eingaben konvertieren können; Validatoren prüfen ohne Konvertierung.
• Eine Hauptfunktionsdatei sollte mit dem Hauptfunktionsnamen übereinstimmen. Lokale Funktionen sind private zur Datei; seit R2024a können sie überall in einem Skript außerhalb von Bedingungskontexten erscheinen.

function y = scaleSignal(x, options)
arguments
    x (:,1) double {mustBeFinite}
    options.Scale (1,1) double {mustBeFinite, mustBeNonzero} = 1
end
y = x .* options.Scale;
end

Lesen Sie Programmierung.

Arrays, Indizierung und Numerik

• MATLAB verwendet 1-basierte, spaltenweise Indizierung. A(i,j), A(k), A(:,j), A{...} und A.(name) haben unterschiedliche Semantik.
• *, /, \ und ^ sind Matrixoperationen; punktierte Formen sind elementweise. Verwenden Sie A\b, nicht inv(A)*b.
• Seit R2016b erweitern sich kompatible Dimensionen implizit. Bestätigen Sie die beabsichtigte Form vor Operationen, die versehentlich ein äußeres Ergebnis bilden könnten.
• Reservieren Sie Speicher vor, wenn die Ausgabegröße bekannt ist, aber vektorisieren Sie nicht auf Kosten großer temporärer Variablen oder unlesbaren Codes. Messen Sie mit timeit oder dem Profiler.
• Vergleichen Sie Gleitkommaergebnisse mit domänenspezifischen absoluten und relativen Toleranzen, nicht mit pauschalem == oder einem magischen Vielfachen von eps.
• Legen Sie sowohl Zufallsalgorithmus als auch Seed fest. Verwenden Sie benannte RandStream-Teilströme für unabhängige parallele Arbeit; verwenden Sie kein zeitbasiertes rng("shuffle") für eine Reproduzierbarkeitsbehauptung.

Lesen Sie Arrays und Mathematik.

Tabellen, Timetables und fehlende Werte

• Eine table hat benannte, gleich hohe Variablen, die unterschiedliche Typen haben können. T(rows,vars) gibt eine Tabelle zurück; T{rows,vars} extrahiert Inhalte; T.Var wählt eine Variable aus.
• Eine timetable hat zusätzlich Zeilenzeiten. Sortieren Sie, validieren Sie Zeitzonen und Eindeutigkeit, verwenden Sie dann retime/synchronize gezielt.
• Fehlende Sentinel-Werte sind typabhängig: NaN, NaT, <missing>, <undefined> und leere Zeichenvektoren. Ganzzahl- und logische Arrays haben keinen Standard-Sentinel für fehlende Werte.
• Definieren Sie Importoptionen anstatt sich für Produktionsdaten auf Rückschlüsse zu verlassen. Bewahren Sie Einheiten, Zeitzonen, Variablennamen, Kodierungen und Regeln für fehlende Werte.

Lesen Sie Datenimport/export.

Grafik und Export

Verwenden Sie explizite Figure-/Achsen-Handles und tiledlayout; beschriften Sie Einheiten; setzen Sie Limits, Farbskalen, Schriftgrößen und Colormaps bewusst. Bevorzugen Sie exportgraphics gegenüber saveas für Publikationsausgabe. In R2026a exportiert es Raster, PDF/EPS/EMF, SVG, GIF und interaktives HTML; die Formatfähigkeiten unterscheiden sich. Geben Sie ContentType="vector" für geeignete PDF/SVG-ähnliche Ausgabe und Resolution für Rasterausgabe an. Überprüfen Sie Barrierefreiheit und eingebettetes Rasterverhalten.

Lesen Sie Grafik und Export.

MAT-Dateien und Austausch

• Version 7 ist der normale save-Standard; matfile erstellt standardmäßig 7.3. Die Versionen 4/6/7/7.3 unterscheiden sich in Typen, Komprimierung und variablenbezogenen Grenzen.
• Version 7.3 basiert auf HDF5, ist aber kein willkürlicher HDF5-Austauschvertrag. Teilweiser Zugriff und Chunking können bei großen Arrays helfen.
• Laden Sie niemals eine nicht vertrauenswürdige MAT-Datei. Inventarisieren Sie zuerst Header/Datensätze. Objekte können Klassen-Deserialisierungsverhalten auslösen; undurchsichtiger/Funktions-/natives Inhalt erfordert Eskalation.
• Bevorzugen Sie CSV/JSON/Parquet/HDF5 mit einem dokumentierten Schema für einfachen Austausch. Benennen Sie Pickle-Nutzlasten nicht als MAT-Dateien um und deserialisieren Sie Pickle nicht.

Lesen Sie Datenimport/export.

Projekte, Analysen und Tests

• Verwenden Sie MATLAB-Projekte für kontrollierte Pfade, Start-/Herunterfahraufgaben, Abhängigkeiten, Versionskontrolle und reproduzierbare Einstiegspunkte. Überprüfen Sie Projektaktionen, bevor Sie ein nicht vertrauenswürdiges Projekt öffnen.
• matlab.codetools.requiredFilesAndProducts und der Abhängigkeitsanalysator sind statische Näherungen; dynamischer Dispatch kann Fehler oder falsch positive Ergebnisse verursachen. Ein Bericht über erforderliche Produkte beweist nicht, dass eine Lizenz verfügbar ist.
• Verwenden Sie den Code-Analysator (codeIssues; ältere Text-Workflows können checkcode verwenden) und codeCompatibilityReport vor der Migration.
• Basis-MATLAB enthält Skript-, Funktions- und klassenbasierte matlab.unittest-Workflows. Parallele Läufe erfordern die Parallel Computing Toolbox. Abhängigkeitsbasierte Auswahl, umfangreichere Qualitäts-Dashboards, generierte Tests und erweiterte Abdeckungs-/Äquivalenzfunktionen können MATLAB Test oder andere Produkte erfordern.
• R2026a runtests öffnet und schließt automatisch ein Projekt, wenn die Zieltests zu einem noch nicht geöffneten Projekt gehören. Berücksichtigen Sie Start- und Herunterfahraktionen, bevor Sie dieses Verhalten verwenden.

Lesen Sie Programmierung und Ausführung/Testen.

Python-Integration, fixiert auf R2026a

• R2026a unterstützt 64-Bit CPython 3.9-3.13 für MATLAB Interface to Python, MATLAB Engine for Python und MATLAB Compiler SDK for Python.
• Das aktuelle hier überprüfte R2026a PyPI-Paket ist matlabengine==26.1.12 (veröffentlicht 2026-05-08). Es erfordert ein installiertes R2026a; MATLAB Runtime allein ist nicht ausreichend. R2026a enthält auch eine vorinstallierte Engine-Distribution unter einem benannten matlabroot-Pfad.
• Die Paketinstallation gewährt keine MATLAB- oder Toolbox-Lizenzen. Konfigurieren Sie einen benannten Interpreter/ausführbare Datei; drucken Sie nicht die vollständige Umgebung, PATH, PYTHONPATH oder Anmeldeinformationen.
• pyenv steuert die MATLAB-zu-Python-Interpreterauswahl. In-Prozess-Python erfordert im Allgemeinen einen Neustart von MATLAB zum Wechseln; Out-of-Process-Python kann beendet und neu konfiguriert werden.
• Das Starten der Engine ist eine explizite Ausführungsaktion: matlab.engine.start_matlab() startet einen MATLAB-Prozess und kann eine Lizenz auschecken. Rufen Sie es niemals nur auf, um die Verfügbarkeit zu testen.
• Überprüfen Sie die Konvertierungssemantik für NumPy-Arrays, pandas DataFrames, Tabellen/Timetables, Strings/fehlende Werte, Datetime/Duration, Wörterbücher, Form/Reihenfolge und nicht unterstützte sparse/object/categorical Fälle.

Lesen Sie Python-Integration.

Lokale Helfer-CLIs

Jeder Helfer ist netzwerkfrei, begrenzt, lehnt symbolische Links ab und führt nicht aus. Führen Sie aus diesem Skill-Verzeichnis mit Python 3.11+ aus. Bash ist nur erlaubt, um diese Python-CLIs und Validierungsbefehle aufzurufen; verwenden Sie es niemals, um einen generierten MATLAB/Octave-argv-Plan oder ein nicht vertrauenswürdiges Artefakt auszuführen.

Helfer	Zweck
scripts/plan_batch_command.py	Produzieren Sie überprüfte MATLAB/Octave-argv; niemals ausführen
scripts/scan_m_code.py	Scannen Sie .m-Text und markieren Sie undurchsichtige .mlx/MEX-Risiken
scripts/validate_project_manifest.py	Validieren Sie Pfade und deklarierten Produkt-/Lizenzstatus
scripts/inventory_mat_file.py	Header/Metadaten-Inventar; niemals loadmat aufrufen
scripts/plan_python_compatibility.py	Überprüfen Sie die R2026a CPython/Engine-Kompatibilität
scripts/reproducibility_report.py	Hashen Sie benannte lokale Artefakte und geben Sie einen begrenzten Bericht aus
scripts/generate_function_scaffold.py	Trockenlauf oder Erstellen Sie Funktions- und Unit-Test-Gerüste

python scripts/scan_m_code.py path/to/source --root path/to/project
python scripts/plan_batch_command.py matlab script path/to/main.m --root path/to/project
python scripts/validate_project_manifest.py project-manifest.json --root path/to/project
python scripts/inventory_mat_file.py data.mat --root path/to/project
python scripts/plan_python_compatibility.py --python-version 3.13
python scripts/reproducibility_report.py --root path/to/project --file src/analyze.m
python scripts/generate_function_scaffold.py analyzeSignal --root path/to/project

Der Gerüstgenerator standardmäßig auf Trockenlauf; Schreiben erfordert --write und verweigert Kollisionen. SciPy und h5py sind optionale Inventar-Backends; wenn autorisiert, fügen Sie exakt überprüfte Versionen zur Projekt-Lockdatei des Aufrufers hinzu. Sie sind nicht für --help oder Header-only-Inventar erforderlich, und dieser Skill führt keine Paketinstallation durch.

Referenzen

• Programmierung, Workspaces, Projekte, Analysen, Tests
• Matrizen, Indizierung, Typen, Fehlende Werte, Leistung
• Numerische Methoden, Toleranzen, RNG, Toolbox-Grenzen
• Grafik und exportgraphics
• Import/Export, Tabellen/Timetables, MAT-Semantik und Sicherheit
• MATLAB/Octave-Befehlszeilenausführung und Migration
• MATLAB- und Python-Interoperabilität
• GNU Octave 11.3.0 Kompatibilitätsunterschiede

Gebündelte JSON-Assets sind das Projektmanifest, Reproduzierbarkeitsmanifest und R2026a Python-Tabelle. Es gibt kein templates/-Verzeichnis und keine Markdown-Datei wird aus assets/ geladen; Lokale Link-Tests erzwingen diesen Paketvertrag.

Primärquellen (verifiziert 2026-07-23)

• MATLAB R2026a Dokumentation
• MATLAB R2026a Versionshinweise
• R2026a Systemanforderungen
• Python-Kompatibilität nach Version
• MATLAB Engine Installation
• GNU Octave 11.3.0 Release
• GNU Octave aktuelles Handbuch

Scientific Agent Skills zitieren

Dieser Skill ist Teil von Scientific Agent Skills von K-Dense. Wenn er wesentlich zu einem Manuskript, Bericht, Präsentation oder Code-Release beigetragen hat, fügen Sie das Papier in die Referenzen oder den Softwareabschnitt ein und teilen Sie dem Benutzer mit, dass Sie dies getan haben:

Kassis, T., Agarw

…

[abgeschnitten für Übersetzung]