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第一章 概论1

1.1 MATLAB的发展历程和影响1

1.2 MATLAB 5.3的基本组成和特点2

1.2.1 MATLAB的语言部分2

1.2.2 MATLAB的工作环境4

1.2.3 MATLAB的图视系统5

1.2.4 MATLAB的数学函数库6

1.2.5 MATLAB与外部程序的交互7

1.3 与MATLAB 5.3配用的SIMULINK 3.08

第二章 基础准备及入门10

2.1 MATLAB 5.x版对外部系统的要求10

2.2 MATLAB的安装10

2.3 MATLAB环境的启动11

2.4 MATLAB指令窗简介12

2.4.1 工具条12

2.4.2 菜单选项12

2.5 指令窗运行入门13

2.5.1 最简单的计算器使用法13

2.5.2 数值、变量和表达式15

2.5.3 计算结果的图形表示18

2.6 控制指令窗的指令、操作和标点19

2.6.1 常用控制指令19

2.6.2 数值计算结果的显示格式20

2.6.3 指令行的编辑20

2.6.4 指令行中的标点符号21

2.6.5 内存变量的查阅和删除22

2.6.6 变量的文件保存24

2.7 操作实录指令和M脚本文件25

2.7.1 操作实录指令25

2.7.2 M脚本文件编写初步26

2.8 在线自学引导和演示指令27

2.8.1 在线提供的入门引导27

2.8.2 在线演示27

2.9 帮助系统28

2.9.1 帮助系统的构造28

2.9.2 指令窗中的help指令28

2.9.3 指令窗中的lookfor指令30

2.9.5 专门的在线帮助窗31

2.9.4 其他起帮助作用的工具指令31

2.9.6 超文本形式的用户指南和指令手册32

2.9.7 用户指南和指令手册的PDF文件32

2.10 文件管理33

2.10.1 MATLAB的搜索路径34

2.10.2 用户目录的设置35

2.10.3 MATLAB搜索路径的扩展和修改35

第三章 数值数组及其运算37

3.1 引导37

3.2 一维数组的创建和寻访38

3.2.1 一维数组的创建38

3.2.2 一维数组的子数组寻访和赋值39

3.3.1 直接输入法40

3.3 二维数组的创建40

3.3.2 利用M文件创建和保存数组41

3.4 二维数组元素的标识41

3.4.1 “全下标”标识41

3.4.2 “单下标”标识41

3.4.3 “逻辑1”标识42

3.5 二维数组的子数组寻访和赋值43

3.6 执行数组运算的常用函数44

3.6.1 函数数组运算规则的定义45

3.6.2 执行数组运算的常用函数45

3.7 数组运算和矩阵运算46

3.8.1 多项式的表达和创建48

3.8 多项式的表达方式及其操作48

3.8.2 多项式运算函数49

3.9 标准数组生成函数和数组操作函数51

3.9.1 标准数组生成函数51

3.9.2 数组操作函数52

3.10 数组构作技法综合54

3.11 高维数组57

3.11.1 高维数组的创建58

3.11.2 高维数组的标识60

3.11.3 高维数组构作和操作函数汇总61

3.12 “非数”和“空”数组65

3.12.1 非数NaN65

3.12.2 “空”数组67

3.13 关系操作和逻辑操作69

3.13.1 关系操作70

3.13.2 逻辑操作71

3.13.3 关系、逻辑函数72

第四章 字符串数组、元胞数组和构架数组74

4.1 字符串数组74

4.1.1 字符串入门74

4.1.2 串数组的属性和标识75

4.1.3 复杂串数组的创建77

4.1.4 串转换函数80

4.1.5 串操作函数81

4.2.1 元胞数组的创建和显示82

4.2 元胞数组82

4.2.2 元胞数组的扩充、收缩和重组83

4.2.3 元胞数组内容的调取85

4.3 构架数组85

4.3.1 构架数组的创建和显示86

4.3.2 构架数组域中内容的调取和设置89

4.3.3 构架数组操作的深入使用91

4.3.4 构架数组和元胞数组之间的转换94

第五章 数值计算98

5.1 引言98

5.2 LU分解和恰定方程组的解98

5.2.1 LU分解、行列式和逆99

5.2.2 恰定方程组的解99

5.2.3 范数、条件数和方程解的精度101

5.3 矩阵特征值和矩阵函数102

5.3.1 特征值和特征向量的求取103

5.3.2 特征值问题的条件数105

5.3.3 复数特征值对角阵与实数块特征值对角阵的转化107

5.3.4 矩阵的谱分解和矩阵函数107

5.4 奇异值分解109

5.4.1 奇异值分解和矩阵结构109

5.4.2 线性二乘问题的解111

5.5 函数的数值导数和切平面112

5.5.1 法线112

5.5.2 偏导数和梯度113

5.6.2 一元函数的零点115

5.6 函数的零点115

5.6.1 多项式的根115

5.6.3 多元函数的零点119

5.7 函数极值点121

5.7.1 一元函数的极小值点121

5.7.2 多元函数的极小值点122

5.8 数值积分124

5.8.1 一元函数的数值积分125

5.8.2 多重数值积分129

5.8.3 卷积131

5.9 随机数据的统计描述136

5.9.1 统计分布的数字特征137

5.9.2 样本分布的频道直方图描述138

5.9.3 概率函数、分布函数、逆分布函数和随机数的发生140

5.10 多项式拟合和非线性最小二乘144

5.10.1 多项式拟合144

5.10.2 非线性最小二乘估计146

5.11 插值和样条152

5.11.1 一维插值152

5.11.2 高维函数的插值154

5.12 样条函数及其应用155

5.12.1 样条插值156

5.12.2 样条函数用于数值积分和微分157

5.13 Fourier分析159

5.13.1 快速Fourier变换和逆变换指令160

5.13.2 连续时间函数的Fourier级数展开161

5.13.3 利用DFT计算一般连续函数的Fourier变换CFT167

5.14 常微分方程170

5.14.1 初值常微分方程的解算指令170

5.14.2 ODE解算指令的使用演示172

5.14.3 关于ODE文件的说明177

5.14.4 关于解算指令选项options的属性设置180

5.14.5 MATLAB提供的微分方程帮助资源183

5.15 稀疏矩阵183

5.15.1 稀疏矩阵的存储方式183

5.15.2 稀疏矩阵的创建183

5.15.3 稀疏矩阵的运算185

6.1.1 符号对象的生成和使用188

6.1 符号对象和符号表达式188

第六章 符号计算188

6.1.2 符号计算中的算符和基本函数191

6.1.3 识别对象类别的指令192

6.1.4 符号表达式中自由变量的确定193

6.2 符号表达式和符号函数的操作194

6.2.1 符号表达式的操作194

6.2.2 符号函数的求反和复合196

6.2.3 置换及其应用197

6.2.4 符号数值精度控制和任意精度计算199

6.2.5 符号对象与其它数据对象间的转换200

6.3.1 符号序列的求和201

6.3 符号微积分201

6.3.2 符号微分和Jacobian矩阵202

6.3.3 符号积分203

6.3.4 符号卷积205

6.4 符号积分变换206

6.4.1 Fourier变换及其反变换206

6.4.2 Laplace变换及其反变换207

6.4.3 Z变换及其反变换210

6.5 符号代数方程的求解211

6.5.1 线性方程组的符号解211

6.5.2 一般代数方程组的解212

6.6.1 符号解法和数值解法的互补作用214

6.6.2 求微分方程符号解的一般指令214

6.6 符号微分方程的求解214

6.6.3 微分方程符号解示例215

6.7 利用MAPLE的深层符号计算资源216

6.7.1 经典特殊函数的调用216

6.7.2 MAPLE库函数在线帮助的检索树217

6.7.3 发挥MAPLE的计算潜力218

6.8 可视化数学分析界面221

6.8.1 单变量函数分析的交互界面221

6.8.2 泰勒级数逼近分析界面222

7.1.1 离散数据和离散函数的可视化224

7.1.2 连续函数的可视化224

7.1 引导224

第七章 数据和函数的可视化224

7.1.3 可视化的一般步骤226

7.2 二维曲线绘图的基本操作227

7.2.1 plot的基本调用格式227

7.2.2 曲线的色彩、线型和数据点形230

7.2.3 坐标、刻度和分格线控制232

7.2.4 图形标识236

7.2.5 多次叠绘、双纵坐标和多子图238

7.2.6 交互式图形指令241

7.3 三维绘图的基本操作243

7.3.1 三维线图指令plot3243

7.3.2 三维网线图和曲面图243

7.3.3 透视、镂空和裁切245

7.4.1 特殊图形指令例示247

7.4 特殊图形和高维可视化247

7.4.2 四维表现257

7.4.3 动态图形260

7.5 三维图形的精细控制263

7.5.1 视点控制和图形的旋动263

7.5.2 色彩控制264

7.5.3 照明和材质处理268

7.6 图像271

7.6.1 图像的类别和显示271

7.6.2 图像的读写272

7.6.3 捕获图形生成图像文件274

7.7.1 图形窗菜单和工具条简介275

7.7 图形窗的图形编辑功能275

7.7.2 二维图形的交互编辑示例276

7.8 函数绘图的简捷指令279

7.8.1 一元函数简捷绘图指令279

7.8.2 二元函数简捷绘图指令280

7.9 图形的打印和输出281

7.9.1 图形打印的菜单操作方式282

7.9.2 图形输出的指令操作方式283

7.9.3 PC机Windows打印设备驱动程序283

7.9.4 MATLAB的内装打印设备驱动程序285

7.9.5 打印属性选项286

7.10 MATLAB 5.x版的绘图指令一览287

8.1 入门289

第八章 M文件和面向对象编程289

8.2 M文本编辑器291

8.2.1 利用文本编辑器编写M文件291

8.2.2 【tools】菜单291

8.3 MATLAB控制流292

8.3.1 for循环结构292

8.3.2 while循环结构292

8.3.3 if-else-end分支结构293

8.3.4 switch-case结构294

8.3.5 try-catch结构296

8.3.6 控制程序流的其它常用指令296

8.4.2 M函数文件298

8.4.3 局部变量和全局变量298

8.4.1 M脚本文件298

8.4 脚本文件和函数文件298

8.4.4 M文件的一般结构299

8.4.5 P码文件300

8.4.6 MATLAB的搜索过程301

8.5 变量的检测传递和限权使用函数301

8.5.1 输入输出宗量检测指令301

8.5.2 “变长度”输入输出宗量302

8.5.3 跨空间变量传递304

8.5.4 子函数和私用函数306

8.6 串演算函数306

8.6.1 eval306

8.6.2 feval307

8.6.3 内联函数308

8.7 创建用户工具箱310

8.7.1 MATLAB对工具箱文件的管理特点310

8.7.2 建立用户工具箱须知311

8.8 调试和剖析311

8.8.1 直接调试法312

8.8.2 调试器的使用312

8.8.3 M文件性能剖析316

8.9 面向对象编程318

8.9.1 概念综述318

8.9.2 面向对象编程应用示例320

8.9.3 重载运算325

8.9.4 继承性及其应用326

第九章 SIMULINK交互式仿真集成环境330

9.1 引导330

9.1.1 SIMULINK的安装330

9.1.2 IMULINK入门331

9.1.3 SIMULINK库浏览器界面333

9.1.4 SIMULINK模型窗的组成334

9.2 模型的创建336

9.2.1 模型概念和文件操作336

9.2.2 模块操作338

9.2.3 信号线操作341

9.2.4 对模型的注释343

9.2.5 常用的Source库信源344

9.2.6 常用的Sink库信宿345

9.2.7 仿真的配置347

9.3 连续系统建模351

9.3.1 线性系统351

9.3.2 非线性系统356

9.4 子系统的创建、装帧及受控执行361

9.4.1 简装子系统及其应用362

9.4.2 精装子系统363

9.4.3 条件执行子系统368

9.5 离散时间系统和混合系统373

9.5.1 若干基本模块373

9.5.2 多速率离散时间系统375

9.5.3 离散-连续混合系统376

9.6 SIMULINK的分析工具378

9.6.1 确定模型的特征378

9.6.2 用MATLAB指令运行SIMULINK模型379

9.6.3 模型的线性化问题381

9.6.4 系统平衡点的求取384

9.6.5 综合算例384

9.7 数值计算方面的考虑390

9.7.1 微分方程解算器Solver390

9.7.2 积分步长和容差392

9.7.3 代数环问题394

第十章 句柄图形397

10.1 句柄图形体系397

10.1.1 图形对象、对象句柄和句柄图形树结构398

10.2 图形对象的操作399

10.2.1 图形对象创建指令一览399

10.2.2 对象句柄的获取方法400

10.3 对象属性的获取和设置402

10.3.1 创建对象时设置属性402

10.3.2 get和set402

10.3.3 对象属性的缺省设置和查询402

10.3.4 属性查询和设置示例403

10.4 为低层指令绘图准备图/轴404

10.4.1 NextPlot 属性404

10.4.2 准备图/轴的简捷指令newplot404

10.4.3 高层绘图文件的形成405

10.5 图形窗的色彩资源和光标属性406

10.5.1 色彩资源406

10.5.2 光标指针407

10.6 轴对象407

10.6.1 轴位框的几何属性和多轴位框407

10.6.2 图形名和坐标轴名的句柄操作408

10.6.3 轴刻度的属性控制408

10.6.4 坐标轴尺度、方向、位置属性408

10.6.5 照相机属性409

10.7 句柄图形应用专题410

10.7.1 光标形状的自制410

10.7.2 任意布置子图和轴外注释412

10.7.3 制作个性化双坐标系414

10.7.4 连续变焦和飞驰图形415

10.7.5 实时动画417

10.7.6 surface指令衍生不同曲面419

10.7.7 纹理影射和曲面彩绘420

10.7.8 三维块建模和着色421

10.7.9 鼠标拖动字对象423

第十一章 图形用户界面（GUI）制作426

11.1 入门426

11.2 图形用户界面的设计原则和一般步骤429

11.2.1 设计原则429

11.3.1 图形窗的标准菜单430

11.3 界面菜单（uimenu）430

11.2.2 一般制作步骤430

11.3.2 自制的用户菜单431

11.3.3 用户菜单的属性432

11.3.4 现场菜单的制作439

11.4 用户控件（uicontrol）440

11.4.1 控件制作函数440

11.4.2 用户控件的种类440

11.4.3 控件制作示例441

11.5 由M函数文件产生用户菜单和控件447

11.5.1 利用全局变量编写用户界面函数的文件447

11.5.2 利用 UserData 属性编写用户界面函数文件448

11.5.3 利用递归法编写用户界面函数文件449

11.6.1 界面设计工具的结构和调用指令451

11.6 图形用户界面设计工具451

11.6.2 交互式用户界面设计工具应用示例452

第十二章 MATLAB编译器和API463

12.1 编译器2.0概述463

12.1.1 编译器2.0的功能463

12.1.2 编译器2.0的性能改进463

12.1.3 编译器2.0的局限性464

12.1.4 把脚本文件改写为函数文件464

12.2 编译器的安装和配置465

12.2.1 配置MATLAB编译器的前提准备465

12.2.2 为产生MEX文件进行预配置465

12.2.3 为产生独立外部应用程序进行预配置469

12.3.1 由M文件创建C MEX文件的入门算例472

12.3 MATLAB编译器使用入门472

12.3.2 由M文件创建外部应用程序的入门算例473

12.4 编译指令mcc简介474

12.4.1 mcc的基本调用格式475

12.4.2 mcc的选项标志476

12.5 编译文件的性能优化480

12.5.1 优化原M文件的性能480

12.5.2 利用mcc（-V1.2）的优化性能483

12.6 创建独立的外部应用程序487

12.6.1 独立外部程序的工作特点和创建过程487

12.6.2 关于指令mbuild488

12.6.3 借助编译指令mcc创建独立应用程序488

12.7.2 数据的输入输出497

12.7 API应用程序接口497

12.7.1 MEX文件497

12.7.3 MATLAB引擎499

第十三章 Notebook502

13.1 Notebook的安装502

13.1.1 MATLAB 5.3版如何安装Notebook502

13.1.2 MATLAB 5.0～5.2版如何安装Notebook503

13.2 Notebook的启动503

13.2.1 从Word中启动Notebook503

13.2.2 从MATLAB中启动Notebook504

13.2.3 Notebook成功启动标志和中文M-book模板的形成504

13.2.4 启动失败的原因和解决办法505

13.3.1 输入细胞（群）的创建和运行506

13.3 M-book模板的使用506

13.3.2 计算区的创建和运行509

13.3.3 Notebook菜单的其他选项511

13.3.4 输出细胞的格式控制513

13.3.5 细胞的样式516

13.3.6 使用M-book模板的若干参考技法516

13.4 科技演讲稿的制作517

13.4.1 在M-book中实现计算和可视的演讲稿制作517

13.4.2 直接引出GUI图形用户界面的演讲稿制作519

附录A 索引521

附录B 光盘说明543

参考文献547