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入门篇2

第1章 MATLAB概览2

1.1 MATLAB发展历程2

1.2 MATLAB系统结构3

1.3 MATLAB工具箱3

1.4 MATLAB启动和退出4

1.5 MATLAB基本特色5

1.5.1 常量与变量5

1.5.2 MATLAB基本运算7

1.5.3 MATLAB基本函数8

1.5.4 向量9

1.6 小结10

第2章 MATLAB桌面11

2.1 MATLAB主菜单及功能11

2.2 MATLAB命令窗口15

2.3 MATLAB工作空间17

2.4 M文件编辑／调试器19

2.5 图形窗口21

2.6 MATLAB文件管理22

2.7 MATLAB帮助使用22

2.7.1 直接使用help获得指令使用说明23

2.7.2 直接使用help进行分类搜索23

2.7.3 直接使用help获得具体子类指令说明23

2.7.4 使用lookfor指令24

2.8 小结24

第3章 数组及其操作25

3.1 MATLAB中的数组25

3.2 数组的创建25

3.2.1 创建空数组25

3.2.2 创建一维数组26

3.2.3 创建二维数组27

3.3 数组属性28

3.3.1 数组结构28

3.3.2 数组大小28

3.3.3 数组维度29

3.3.4 数组数据类型30

3.3.5 数组的内存占用31

3.4 创建特殊数组31

3.4.1 0-1数组31

3.4.2 对角数组32

3.4.3 随机数组33

3.4.4 魔方数组34

3.5 数组操作34

3.5.1 数组的保存和装载34

3.5.2 数组索引和寻址35

3.5.3 数组的扩展和裁剪37

3.5.4 数组形状的改变44

3.5.5 数组运算47

3.5.6 数组查找51

3.5.7 数组排序52

3.6 小结53

第4章 多维数组及其操作54

4.1 多维数组54

4.1.1 多维数组的创建54

4.1.2 多维数组的属性56

4.2 多维数组的操作57

4.2.1 多维数组的索引57

4.2.2 多维数组的维度操作58

4.2.3 多维数组参与数学计算59

4.3 小结60

第5章 数据类型概述和数值类型61

5.1 MATLAB数据类型概述61

5.2 MATLAB中的数值类型62

5.2.1 整数类型62

5.2.2 浮点数类型64

5.2.3 复数66

5.2.4 无穷量（Inf）和非数值量（NaN）67

5.3 数值类型的显示格式68

5.4 MATLAB中确定数值类型的函数69

5.5 小结69

第6章 结构体和元胞数组70

6.1 结构体70

6.1.1 结构体的创建70

6.1.2 获取结构体内部数据73

6.1.3 结构体数组操作函数74

6.1.4 结构体嵌套75

6.1.5 动态字段76

6.1.6 结构体函数77

6.2 元胞数组78

6.2.1 元胞数组的创建78

6.2.2 元胞数组的显示79

6.2.3 元胞数组的操作80

6.2.4 嵌套元胞数组82

6.2.5 元胞数组函数83

6.3 小结84

第7章 字符串85

7.1 创建字符串85

7.1.1 单行字符串的创建85

7.1.2 多行字符串的创建86

7.2 字符串操作87

7.2.1 字符串比较87

7.2.2 字符串的替换和查找88

7.2.3 其他操作89

7.3 字符串的元胞数组91

7.4 使用正则表达式搜索94

7.5 字符数组和数值数组间的相互转换95

7.6 小结96

第8章 关系运算和逻辑运算97

8.1 逻辑类型的数据97

8.2 关系运算98

8.3 逻辑运算99

8.3.1 逐个元素的逻辑运算99

8.3.2 捷径逻辑运算100

8.3.3 逐位逻辑运算101

8.4 逻辑函数和测试函数102

8.5 运算优先级104

8.6 小结104

第9章 程序控制流105

9.1 分支控制语句105

9.1.1 if、else和elseif105

9.1.2 switch、case和otherwise106

9.2 循环控制语句108

9.2.1 for循环108

9.2.2 while循环109

9.2.3 continue语句110

9.2.4 break语句110

9.2.5 数组结构和循环的效率比较111

9.3 错误控制的try-catch结构112

9.4 程序终止的return语句113

9.5 小结113

第10章 函数114

10.1 M文件和MATLAB编程概述114

10.1.1 M文件概述114

10.1.2 MATLAB编程概述115

10.2 M文件结构和实例116

10.2.1 M文件的一般结构116

10.2.2 脚本M文件实例117

10.2.3 函数M文件118

10.3 函数类型120

10.3.1 匿名函数120

10.3.2 M文件主函数121

10.3.3 嵌套函数121

10.3.4 子函数122

10.3.5 私有函数123

10.3.6 重载函数123

10.4 参数传递123

10.4.1 MATLAB参数传递概述123

10.4.2 输入和输出参数的数目124

10.4.3 可变数目的参数传递125

10.4.4 返回被修改的输入参数126

10.4.5 全局变量127

10.5 函数句柄128

10.5.1 数句柄的创建和调用128

10.5.2 处理函数句柄的函数129

10.6 小结129

第11章 M文件调试和剖析130

11.1 M文件调试工具130

11.2 M文件分析工具132

11.2.1 Code Analyzer分析工具132

11.2.2 Profiler分析工具133

11.3 小结135

第12章 文件夹管理和文件I/O136

12.1 当前文件夹和文件夹管理136

12.1.1 当前文件夹工具条136

12.1.2 当前文件夹面板137

12.1.3 命令窗口文件夹操作命令137

12.2 MATLAB搜索路径138

12.2.1 MATLAB文件运行搜索过程138

12.2.2 搜索路径设置139

12.2.3 搜索路径设置命令139

12.3 文件管理140

12.3.1 文本数据140

12.3.2 图形、音频和视频数据140

12.3.3 电子表格数据140

12.3.4 科学标准格式数据141

12.3.5 数据导入向导141

12.3.6 因特网文件处理142

12.3.7 低级文件I/O142

12.4 小结143

第13章 MATLAB中的时间144

13.1 日期和时间144

13.1.1 日期时间的3种表示格式144

13.1.2 获取当前日期时间的函数145

13.1.3 日期格式转换145

13.1.4 datestr转换函数输出样式控制146

13.2 程序中应用的计时函数147

13.3 小结148

计算篇150

第14章 矩阵代数150

14.1 矩阵分析150

14.1.1 矩阵的行列式150

14.1.2 矩阵的逆150

14.1.3 矩阵的秩151

14.1.4 矩阵的范数和条件数152

14.1.5 矩阵的特征值、特征向量和特征多项式152

14.1.6 矩阵的标准正交基153

14.1.7 矩阵分解154

14.1.8 矩阵的对角元素操作158

14.1.9 矩阵分析函数总结159

14.2 线性方程组159

14.2.1 线性方程组的表示和种类159

14.2.2 线性方程组的MATLAB求解160

14.3 特殊矩阵164

14.4 稀疏矩阵164

14.4.1 稀疏矩阵的存储方式164

14.4.2 稀疏矩阵的创建165

14.4.3 稀疏矩阵函数165

14.5 小结167

第15章 数据分析168

15.1 数据分析概述和数据预处理168

15.1.1 数据分析概述168

15.1.2 数据导入169

15.1.3 遗失数据的处理169

15.2 基础统计分析170

15.2.1 命令窗口统计分析170

15.2.2 MATLAB数据统计工具171

15.2.3 多组数据的相关分析172

15.3 用线性回归模型拟合数据173

15.3.1 命令窗口下的线性回归174

15.3.2 用基本拟合工具进行回归分析176

15.4 其他分析方法初步178

15.4.1 有限差分178

15.4.2 傅里叶分析初步179

15.5 MATLAB统计工具箱初步180

15.5.1 概率密度函数181

15.5.2 概率分布函数182

15.5.3 逆概率分布函数183

15.5.4 随机数产生函数185

15.6 小结186

第16章 数据插值187

16.1 一维插值187

16.1.1 一维插值函数的使用187

16.1.2 内插运算和外插运算189

16.2 二维插值191

16.3 高维插值193

16.4 插值函数总结194

16.5 小结195

第17章 多项式196

17.1 多项式基础196

17.1.1 多项式的表示196

17.1.2 多项式的根196

17.1.3 多项式的创建197

17.1.4 多项式求值197

17.2 多项式运算198

17.2.1 多项式乘法198

17.2.2 多项式除法199

17.2.3 多项式加法199

17.2.4 多项式微分200

17.2.5 多项式的部分分式展开200

17.3 多项式曲线拟合201

17.4 多项式函数总结202

17.5 小结203

第18章 三次样条204

18.1 三次样条基础204

18.2 样条构建205

18.3 交互式样条工具206

18.4 次样条插值206

18.5 小结209

第19章 傅里叶分析210

19.1 傅里叶变换210

19.2 快速傅里叶变换（FFT）211

19.3 小结215

第20章 最优化计算216

20.1 优化工具箱简介216

20.1.1 优化工具箱的功能216

20.1.2 优化函数216

20.2 无约束优化问题218

20.2.1 一元函数无约束优化218

20.2.2 多元函数无约束优化219

20.3 约束优化问题220

20.4 GUI优化工具221

20.4.1 GUI优化工具的启动221

20.4.2 GUI优化工具的界面222

20.4.3 GUI优化工具使用步骤223

20.4.4 GUI优化工具应用实例224

20.5 小结230

第21章 微积分231

21.1 微分231

21.1.1 符号微分231

21.1.2 数值微分231

21.2 积分232

21.2.1 符号积分232

21.2.2 数值积分的实现方法232

21.2.3 重积分的实现方法234

21.3 小结235

第22章 常微分方程236

22.1 常微分方程符号解236

22.2 常微分方程数值解237

22.3 小结240

第23章 偏微分方程241

23.1 PDE工具箱概述241

23.2 pdetool的主菜单242

23.3 pdetool的工具栏247

23.4 pdetool使用实例247

23.5 小结251

绘图篇254

第24章 二维图形254

24.1 MATLAB图形窗口概述254

24.2 基本绘图指令256

24.2.1 基本绘图流程257

24.2.2 基本绘图函数258

24.2.3 设置函数曲线格式和标记点格式260

24.2.4 子图绘制262

24.2.5 叠加绘图模式263

24.2.6 设置坐标轴和网格线264

24.2.7 对数／半对数坐标系绘图266

24.2.8 双纵轴绘图266

24.2.9 绘图窗口开关控制函数267

24.2.10 设置默认绘图格式循环顺序268

24.2.11 复数绘图269

24.3 图形标注270

24.3.1 图形标注概述270

24.3.2 图形标题272

24.3.3 坐标轴标签273

24.3.4 图例和颜色条274

24.3.5 文本框标注275

24.3.6 数据点标记279

24.3.7 箭头和图框标注280

24.3.8 锚定图形标注对象281

24.4 特殊绘图281

24.4.1 柱状图和面积图281

24.4.2 饼形图282

24.4.3 直方图283

24.4.4 离散数据绘图284

24.4.5 等高线图285

24.4.6 量图285

24.4.7 其他特殊绘图指令287

24.4.8 数绘图288

24.5 交互式绘图289

24.5.1 概述289

24.5.2 图形面板290

24.5.3 绘图浏览器292

24.5.4 属性编辑器293

24.5.5 数据查视工具294

24.5.6 工作保存294

24.6 小结295

第25章 三维图形296

25.1 创建三维图形296

25.1.1 三维图形概述296

25.1.2 三维曲线图297

25.1.3 三维曲面图298

25.1.4 特殊三维绘图303

25.2 创建三维片块模型307

25.2.1 创建片块模型307

25.2.2 多个片块模型的创建和颜色设置309

25.3 三维图形显示控制311

25.3.1 设置坐标轴311

25.3.2 设置视角312

25.3.3 Camera控制314

25.3.4 其他控制工具314

25.4 小结315

第26章 使用颜色和光影316

26.1 MATLAB中的颜色316

26.1.1 着色技术316

26.1.2 RGB真彩着色316

26.1.3 颜色表318

26.1.4 索引着色319

26.1.5 shading模式321

26.2 光照效果322

26.2.1 光源对象322

26.2.2 光照方法323

26.3 小结325

第27章 图像、声音和视频326

27.1 图像326

27.1.1 图像及其数值类型326

27.1.2 图像处理函数327

27.2 声音332

27.3 视频332

27.4 小结333

第28章 图形的打印和导出334

28.1 图形打印和导出概述334

28.2 图形打印334

28.2.1 使用菜单打印图形334

28.2.2 图形打印命令335

28.3 图形导出336

28.3.1 使用菜单导出图形336

28.3.2 图形导出命令336

28.3.3 导出设置336

28.4 小结339

第29章 句柄图形对象340

29.1 句柄图形对象概述340

29.2 get和set函数341

29.3 根对象341

29.4 图形窗口对象342

29.5 核心图形对象343

29.6 句柄图形对象操作344

29.7 回调函数345

29.8 小结347

第30章 图形用户界面（GUI）348

30.1 GUI和GUIDE348

30.1.1 GUI程序概述348

30.1.2 打开GUIDE开发环境349

30.2 使用GUIDE创建GUI界面350

30.2.1 GUIDE界面概述350

30.2.2 交互组件351

30.2.3 设计菜单355

30.2.4 GUI程序的存储356

30.2.5 对象浏览器357

30.2.6 GUI程序的运行357

30.3 回调函数358

30.3.1 回调函数原型358

30.3.2 回调函数编程359

30.4 小结362

扩展篇364

第31章 MATLAB类和面向对象编程364

31.1 MATLAB类概述364

31.1.1 类的基本概念364

31.1.2 类的组成365

31.2 MATLAB类的设计365

31.2.1 在MATLAB中设计类的基本方法365

31.2.2 建立类目录366

31.2.3 类的构造函数方法366

31.2.4 类的转换方法367

31.2.5 类的显示方法368

31.2.6 类的subsref方法369

31.2.7 类的重载369

31.2.8 类方法综合使用实例372

31.3 MATLAB面向对象编程373

31.3.1 MATLAB面向对象编程的特点373

31.3.2 MATLAB面向对象编程与其他语言对比374

31.4 小结375

第32章 MATLAB与Microsoft Office的接口376

32.1 MATLAB与Excel的接口Excel link376

32.1.1 Excel link的工作原理376

32.1.2 Excel link的使用377

32.1.3 Excel link应用举例379

32.2 MATLAB与Word的接口Notebook380

32.2.1 Notebook的使用380

32.2.2 在Word中使用Notebook383

32.3 MATLAB与PowperPoint的接口Notebook384

32.4 小结385

第33章 扩展MATLAB和Java386

33.1 Java概述386

33.2 在MATLAB中使用Java387

33.2.1 Java接口387

33.2.2 在MATLAB中调用Java388

33.3 创建和使用Java对象390

33.3.1 创建Java类对象391

33.3.2 连接Java对象391

33.3.3 调用Java类对象392

33.3.4 Java实例394

33.4 Java与MATLAB混合编程394

33.5 MATLAB Builder JA395

33.5.1 Java环境变量395

33.5.2 在MATLAB中创建Java组件396

33.6 小结397

第34章 MATLAB扩展编程398

34.1 MATLAB混合编程概述398

34.1.1 混合编程的背景398

34.1.2 混合编程方式398

34.2 使用MATLAB引擎399

34.2.1 MATLAB引擎399

34.2.2 混合编程实例403

34.3 使用mcc编译器406

34.3.1 mcc编译器406

34.3.2 MATLAB的设置及创建动态链接库406

34.3.3 混合编程实例408

34.4 使用COM411

34.4.1 COM简介411

34.4.2 COM的设置与创建411

34.5 小结412

第35章 Simulink交互式仿真集成环境413

35.1 Simulink的使用413

35.1.1 Simulink启动413

35.1.2 Simulink仿真设置414

35.1.3 Simulink模块库简介419

35.1.4 Simulink功能模块的处理431

35.2 Simulink自定义功能模块434

35.2.1 采用Subsystem建立自定义功能模块434

35.2.2 多个模块组合自定义功能模块434

35.2.3 自定义功能模块的封装434

35.3 S函数设计与应用436

35.4 Simulink仿真举例440

35.5 小结447

实战篇450

第36章 MATLAB在高等数学中的应用实例450

36.1 极限运算450

36.2 求导数451

36.2.1 一元函数求导451

36.2.2 多元函数求导451

36.2.3 参数方程求导452

36.2.4 隐函数求导452

36.2.5 求梯度与方向导数452

36.3 求积分453

36.3.1 定积分453

36.3.2 广义积分453

36.3.3 重积分453

36.3.4 不定积分454

36.4 级数454

36.4.1 级数展开454

36.4.2 级数求和454

36.5 求函数的零点和极值点454

36.5.1 求函数的零点454

36.5.2 求函数的极值点455

36.6 代数方程组求解455

36.6.1 线性方程组求解455

36.6.2 非线性方程组求解461

36.7 常微分方程求解462

36.7.1 常微分方程的符号解462

36.7.2 常微分方程组数值解462

36.8 小结464

第37章 MATLAB在线性代数中的应用实例465

37.1 矩阵的基本运算465

37.2 行列式运算467

37.3 线性组合和线性相关467

37.4 最大无关组和基468

37.5 矩阵求逆469

37.6 特征值与特征向量470

37.7 线性方程组472

37.8 相似矩阵及二次型474

37.9 小结476

第38章 MATLAB在概率统计中的应用实例477

38.1 数字特征计算477

38.1.1 期望477

38.1.2 方差、标准差、矩478

38.1.3 协方差、相关系数479

38.2 概率计算481

38.2.1 概率密度计算481

38.2.2 累积与逆累积分布计算481

38.2.3 特殊分布的期望和方差计算482

38.2.4 随机数产生483

38.3 参数估计483

38.4 假设检验484

38.4.1 单个总体N（μ，σ2）均值μ的检验484

38.4.2 两个正态总体均值差的检验（t检验）485

38.4.3 基于成对数据的检验（t检验）486

38.4.4 正态总体方差的假设检验487

38.5 方差分析488

38.5.1 单因素试验的方差分析488

38.5.2 双因素试验的方差分析489

38.6 回归分析490

38.6.1 一元多项式回归490

38.6.2 多元线性回归491

38.6.3 非线性回归492

38.6.4 逐步回归494

38.7 统计绘图496

38.7.1 box图496

38.7.2 正态概率图496

38.7.3 参考线图497

38.7.4 分位数-分位数图498

38.7.5 威布尔概率图498

38.8 小结499

第39章 MATLAB在复变函数中的应用实例500

39.1 复数500

39.1.1 复数的生成500

39.1.2 复数的运算501

39.1.3 复数的绘图502

39.2 留数502

39.3 泰勒级数展开503

39.4 傅里叶变换及其逆变换505

39.5 拉普拉斯变换及其逆变换506

39.6 Z变换及其逆变换506

39.7 小结507

第40章 MATLAB图形绘制实例508

40.1 二维绘图508

40.1.1 函数绘图508

40.1.2 离散数据绘图510

40.1.3 特殊坐标轴绘图511

40.2 三维绘图513

40.2.1 二元函数绘图513

40.2.2 三维曲线绘图514

40.2.3 三维曲面绘图514

40.3 特殊分析用图515

40.3.1 柱状图515

40.3.2 直方图516

40.3.3 饼形图516

40.3.4 散点图517

40.3.5 等高线图517

40.3.6 面积图518

40.3.7 火柴杆图518

40.3.8 阶梯图519

40.3.9 罗盘图519

40.3.10 羽毛图520

40.3.11 彗星图520

40.3.12 误差棒图521

40.3.13 实心图521

40.4 工作空间直接绘图522

40.5 小结524

参考文献525