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基础篇2

第1章 基础入门2

1.1 MATLAB发展历程2

1.2 MATLAB系统结构3

1.3 MATLAB 7工具箱4

1.4 MATLAB启动和退出5

1.5 MATLAB基本特色6

1.5.1 常量与变量6

1.5.2 MATLAB基本运算8

1.5.3 MATLAB基本函数9

1.5.4 向量10

1.6 小结11

第2章 MATLAB桌面12

2.1 MATLAB主菜单及功能12

2.2 MATLAB命令窗口17

2.3 MATLAB工作空间。19

2.4 M文件编辑／调试器21

2.5 图形窗口22

2.6 MATLAB文件管理24

2.7 MATLAB帮助使用24

2.7.1 直接使用help获得指令使用说明25

2.7.2 直接使用help进行分类搜索25

2.7.3 直接使用help获得具体子类指令说明26

2.7.4 使用lookfor指令26

2.8 小结26

第3章 数组及其操作27

3.1 MATLAB中的数组27

3.2 数组的创建28

3.2.1 创建空数组28

3.2.2 创建一维数组28

3.2.3 创建二维数组30

3.3 数组属性30

3.3.1 数组结构30

3.3.2 数组大小31

3.3.3 数组维度32

3.3.4 数组数据类型33

3.3.5 数组的内存占用34

3.4 创建特殊数组34

3.4.1 0-1数组34

3.4.2 对角数组35

3.4.3 随机数组36

3.4.4 魔方数组37

3.5 数组操作37

3.5.1 数组的保存和装载37

3.5.2 数组索引和寻址38

3.5.3 数组的扩展和裁剪41

3.5.4 数组形状的改变48

3.5.5 数组运算51

3.5.6 数组查找55

3.5.7 数组排序56

3.6 小结57

第4章 多维数组及其操作58

4.1 多维数组58

4.1.1 多维数组的创建58

4.1.2 多维数组的属性61

4.2 多维数组的操作61

4.2.1 多维数组的索引61

4.2.2 多维数组的维度操作62

4.2.3 多维数组参与数学计算64

第5章 数据类型概述和数值类型66

5.1 MATLAB数据类型概述66

5.2 MATLAB中的数值类型67

5.2.1 整数类型67

5.2.2 浮点数类型70

5.2.3 复数72

5.2.4 无穷量（Inf）和非数值量（NaN）73

5.3 数值类型的显示格式74

5.4 MATLAB中确定数值类型的函数75

5.5 小结76

第6章 结构体和元胞数组77

6.1 结构体77

6.1.1 结构体的创建78

6.1.2 获取结构体内部数据80

6.1.3 结构体数组操作函数82

6.1.4 结构体嵌套83

6.1.5 动态字段84

6.1.6 结构体函数84

6.2 元胞数组85

6.2.1 元胞数组的创建86

6.2.2 元胞数组的显示87

6.2.3 元胞数组的操作88

6.2.4 嵌套元胞数组90

6.2.5 元胞数组函数92

6.3 小结92

第7章 字符串93

7.1 创建字符串93

7.1.1 单行字符串创建93

7.1.2 多行字符串创建94

7.2 字符串操作95

7.2.1 字符串比较95

7.2.2 字符串的替换和查找97

7.2.3 其他操作99

7.3 字符串的元胞数组101

7.4 使用正则表达式搜索103

7.5 字符数组和数值数组间的相互转换104

7.6 小结106

第8章 关系运算和逻辑运算107

8.1 逻辑类型的数据107

8.2 关系运算108

8.3 逻辑运算109

8.3.1 逐个元素的逻辑运算109

8.3.2 捷径逻辑运算111

8.3.3 逐位逻辑运算112

8.4 逻辑函数和测试函数113

8.5 运算优先级115

8.6 小结116

第9章 程序控制流117

9.1 分支控制语句117

9.1.1 if、else和elseif117

9.1.2 switch、case和otherwise119

9.2 循环控制语句120

9.2.1 for循环120

9.2.2 while循环122

9.2.3 continue语句122

9.2.4 break语句123

9.2.5 数组结构和循环的效率比较124

9.3 错误控制的try-catch结构124

9.4 程序终止的return语句125

9.5 小结126

第10章 函数127

10.1 M文件和MATLAB编程概述127

10.1.1 M文件概述127

10.1.2 MATLAB编程概述128

10.2 M文件结构和实例129

10.2.1 M文件的一般结构129

10.2.2 脚本M文件实例130

10.2.3 函数M文件132

10.3 函数类型133

10.3.1 匿名函数134

10.3.2 M文件主函数135

10.3.3 嵌套函数135

10.3.4 子函数136

10.3.5 私有函数136

10.3.6 重载函数137

10.4 参数传递137

10.4.1 MATLAB参数传递概述137

10.4.2 输入和输出参数的数目137

10.4.3 可变数目的参数传递139

10.4.4 返回被修改的输入参数140

10.4.5 全局变量141

10.5 函数句柄142

10.5.1 函数句柄的创建和调用142

10.5.2 处理函数句柄的函数143

10.6 小结143

第11章 M文件调试和剖析144

11.1 M文件调试工具144

11.2 M文件分析工具146

11.2.1 Code Analyzer分析工具147

11.2.2 Profiler分析工具148

11.3 小结149

第12章 文件夹管理和文件I/O150

12.1 当前文件夹和文件夹管理150

12.1.1 当前文件夹工具条150

12.1.2 当前文件夹面板151

12.1.3 命令窗口文件夹操作命令152

12.2 MATLAB搜索路径152

12.2.1 MATLAB文件运行搜索过程152

12.2.2 搜索路径设置153

12.2.3 搜索路径设置命令154

12.3 文件管理154

12.3.1 文本数据154

12.3.2 图形、音频和视频数据155

12.3.3 电子表格数据155

12.3.4 科学标准格式数据155

12.3.5 数据导入向导156

12.3.6 因特网文件处理156

12.3.7 低级文件I/O157

12.4 小结158

第13章 MATLAB中的时间159

13.1 日期和时间159

13.1.1 日期时间的3种表示格式159

13.1.2 获取当前日期时间的函数160

13.1.3 日期格式转换161

13.1.4 datestr转换函数输出样式控制161

13.2 程序中应用的计时函数162

13.3 小结163

第14章 矩阵代数164

14.1 矩阵分析164

14.1.1 矩阵的行列式164

14.1.2 矩阵的逆165

14.1.3 矩阵的秩166

14.1.4 矩阵的范数和条件数166

14.1.5 矩阵的特征值、特征向量和特征多项式167

14.1.6 矩阵的标准正交基168

14.1.7 矩阵分解168

14.1.8 矩阵的对角元素操作172

14.1.9 矩阵分析函数总结173

14.2 线性方程组174

14.2.1 线性方程组的表示和种类174

14.2.2 线性方程组的MATLAB求解175

14.3 特殊矩阵179

14.4 稀疏矩阵179

14.4.1 稀疏矩阵的存储方式179

14.4.2 稀疏矩阵的创建180

14.5 小结182

第15章 数据分析183

15.1 数据分析概述和数据预处理183

15.1.1 数据分析概述183

15.1.2 数据导入184

15.1.3 遗失数据的处理184

15.2 基础统计分析185

15.2.1 命令窗口统计分析185

15.2.2 MATLAB数据统计工具186

15.2.3 多组数据的相关分析188

15.3 用线性回归模型拟合数据189

15.3.1 命令窗口下的线性回归190

15.3.2 用基本拟合工具进行回归分析192

15.4 其他分析方法初步194

15.4.1 有限差分194

15.4.2 傅里叶分析初步195

15.5 MATLAB统计工具箱初步197

15.5.1 概率密度函数197

15.5.2 概率分布函数198

15.5.3 逆概率分布函数200

15.5.4 随机数产生201

15.6 小结203

第16章 数据插值204

16.1 一维插值204

16.1.1 一维插值函数的使用204

16.1.2 内插运算和外插运算206

16.2 二维插值209

16.3 高维插值212

16.4 插值函数总结212

16.5 小结214

第17章 多项式215

17.1 多项式基础215

17.1.1 多项式的表示215

17.1.2 多项式的根216

17.1.3 多项式的创建216

17.1.4 多项式求值217

17.2 多项式运算218

17.2.1 多项式乘法218

17.2.2 多项式除法219

17.2.3 多项式加法219

17.2.4 多项式微分220

17.2.5 多项式的部分分式展开221

17.3 多项式曲线拟合222

17.4 多项式函数总结223

17.5 小结224

第18章 三次样条225

18.1 三次样条基础225

18.2 三次样条的MATLAB实现225

18.3 小结228

第19章 傅里叶分析229

19.1 傅里叶变换229

19.2 快速傅里叶变换（FFT）230

19.3 小结234

第20章 最优化计算235

20.1 优化工具箱简介235

20.1.1 优化工具箱的功能235

20.1.2 优化函数236

20.2 无约束优化问题238

20.2.1 一元函数无约束优化238

20.2.2 多元函数无约束优化239

20.3 约束优化问题240

20.4 GUI优化工具241

20.4.1 GUI优化工具的启动241

20.4.2 GUI优化工具的界面242

20.4.3 GUI优化工具使用步骤243

20.4.4 GUI优化工具应用实例244

20.5 小结250

第21章 微积分251

21.1 微分251

21.1.1 符号微分251

21.1.2 数值微分252

21.2 积分252

21.2.1 符号积分252

21.2.2 数值积分的实现方法253

21.2.3 重积分的实现方法255

21.3 小结256

第22章 常微分方程257

22.1 常微分方程符号解257

22.2 常微分方程数值解258

22.3 小结261

第23章 二维图形262

23.1 MATLAB图形窗口概述262

23.2 基本绘图指令265

23.2.1 基本绘图流程265

23.2.2 基本绘图函数266

23.2.3 设置函数曲线格式和标记点格式269

23.2.4 子图绘制271

23.2.5 叠加绘图模式272

23.2.6 设置坐标轴和网格线273

23.2.7 对数／半对数坐标系绘图275

23.2.8 双纵轴绘图276

23.2.9 绘图窗口开关控制函数277

23.2.10 设置默认绘图格式循环顺序278

23.2.11 复数绘图279

23.3 图形标注280

23.3.1 图形标注概述280

23.3.2 图形标题282

23.3.3 坐标轴标签283

23.3.4 图例和颜色条284

23.3.5 文本框标注286

23.3.6 数据点标记290

23.3.7 箭头和图框标注290

23.3.8 锚定图形标注对象292

23.4 特殊绘图292

23.4.1 柱状图和面积图292

23.4.2 饼形图293

23.4.3 直方图294

23.4.4 离散数据绘图295

23.4.5 等高线图296

23.4.6 向量图297

23.4.7 其他特殊绘图指令299

23.4.8 函数绘图301

23.5 交互式绘图302

23.5.1 概述302

23.5.2 图形面板303

23.5.3 绘图浏览器305

23.5.4 属性编辑器306

23.5.5 数据查视工具307

23.5.6 工作保存308

23.6 小结308

第24章 三维图形309

24.1 创建三维图形309

24.1.1 三维图形概述309

24.1.2 三维曲线图310

24.1.3 三维曲面图311

24.1.4 特殊三维绘图316

24.2 创建三维片块模型322

24.2.1 创建片块模型322

24.2.2 多个片块模型的创建和颜色设置323

24.3 三维图形显示控制326

24.3.1 设置坐标轴326

24.3.2 设置视角327

24.3.3 Camera控制329

24.3.4 其他控制工具330

24.4 小结330

第25章 使用颜色和光影331

25.1 MATLAB中的颜色331

25.1.1 着色技术331

25.1.2 RGB真彩着色332

25.1.3 颜色表333

25.1.4 索引着色335

25.1.5 shading模式338

25.2 光照效果339

25.2.1 光源对象339

25.2.2 光照方法340

25.3 小结341

第26章 图像、声音和视频342

26.1 图像342

26.1.1 图像及其数值类型342

26.1.2 图像处理函数343

26.2 声音348

26.3 视频349

26.4 小结350

第27章 图形的打印和导出351

27.1 图形打印和导出概述351

27.2 图形打印352

27.2.1 使用菜单打印图形352

27.2.2 图形打印命令353

27.3 图形导出353

27.3.1 使用菜单导出图形353

27.3.2 图形导出命令353

27.3.3 导出设置353

27.4 小结356

第28章 句柄图形对象357

28.1 句柄图形对象概述357

28.2 get和set函数358

28.3 根对象358

28.4 图形窗口对象359

28.5 核心图形对象360

28.6 句柄图形对象操作361

28.7 回调函数362

28.8 小结364

第29章 图形用户界面（GUI）365

29.1 GUI和GUIDE365

29.1.1 GUI程序概述365

29.1.2 打开GUIDE开发环境366

29.2 使用GUIDE创建GUI界面367

29.2.1 GUIDE界面概述367

29.2.2 交互组件368

29.2.3 设计菜单372

29.2.4 GUI程序的存储374

29.2.5 对象浏览器374

29.2.6 GUI程序的运行375

29.3 回调函数376

29.3.1 回调函数原型376

29.3.2 回调函数编程377

29.4 小结380

第30章 MATLAB类和面向对象编程381

30.1 MATLAB类概述381

30.1.1 类的基本概念381

30.1.2 类的组成382

30.2 MATLAB类的设计382

30.2.1 在MATLAB中设计类的基本方法382

30.2.2 建立类目录383

30.2.3 类的构造函数方法383

30.2.4 类的转换方法384

30.2.5 类的显示方法386

30.2.6 类的subsref方法386

30.2.7 类的重载387

30.2.8 类方法综合使用实例390

30.3 MATLAB面向对象编程391

30.3.1 MATLAB面向对象编程的特点391

30.3.2 MATLAB面向对象编程与其他语言对比的特点392

30.4 小结392

第31章 MATLAB与Excel、Word的接口393

31.1 MATLAB与Excel的接口Excel link393

31.1.1 Excel link的工作原理394

31.1.2 Excel link的使用394

31.1.3 Excel link应用举例396

31.2 MATLAB与Word的接口Notebook397

31.2.1 Notebook的使用398

31.2.2 在Word中使用Notebook399

31.3 小结401

第32章 扩展MATLAB和Java402

32.1 Java概述402

32.2 在MATLAB中使用Java403

32.2.1 Java接口404

32.2.2 MATLAB中调用Java404

32.3 创建和使用Java对象406

32.3.1 创建Java类对象407

32.3.2 连接Java对象407

32.3.3 调用Java类对象408

32.3.4 Java实例410

32.4 Java与MATLAB混合编程411

32.5 MATLAB Builder JA411

32.5.1 Java环境变量411

32.5.2 MATLAB中创建Java组件412

32.6 小结413

第33章 MATLAB扩展编程414

33.1 MATLAB混合编程概述414

33.1.1 混合编程的背景414

33.1.2 混合编程的方式415

33.2 使用MATLAB引擎415

33.2.1 MATLAB引擎415

33.2.2 混合编程实例419

33.3 使用mcc编译器422

33.3.1 mcc编译器422

33.3.2 MATLAB的设置及创建动态链接库423

33.3.3 混合编程实例425

33.4 使用COM427

33.4.1 COM简介427

33.4.2 COM的设置与创建428

33.5 小结428

第34章 Simulink交互式仿真集成环境429

34.1 Simulink的使用429

34.1.1 Simulink启动429

34.1.2 Simulink仿真设置431

34.1.3 Simulink模块库简介438

34.1.4 Simulink功能模块的处理450

34.2 Simulink自定义功能模块453

34.2.1 采用Subsystem建立自定义功能模块453

34.2.2 多个模块组合自定义功能模块453

34.2.3 自定义功能模块的封装453

34.3 S函数设计与应用455

34.4 Simulink仿真举例459

34.5 小结466

实战篇468

第35章 MATLAB高等数学计算实例468

35.1 极限运算468

35.2 求导数469

35.2.1 一元函数求导469

35.2.2 多元函数求导470

35.2.3 参数方程求导471

35.2.4 隐函数求导471

35.2.5 求梯度与方向导数472

35.3 求积分472

35.3.1 定积分472

35.3.2 广义积分473

35.3.3 重积分473

35.3.4 不定积分473

35.4 级数474

35.4.1 级数展开474

35.4.2 级数求和474

35.5 求函数的零点和极值点474

35.5.1 求函数的零点474

35.5.2 求函数的极值点475

35.6 代数方程组求解476

35.6.1 线性方程组求解476

35.6.2 非线性方程组求解482

35.7 常微分方程求解482

35.7.1 常微分方程的符号解482

35.7.2 常微分方程组数值解483

35.8 小结484

第36章 MATLAB图形绘制实例485

36.1 二维绘图485

36.1.1 函数绘图485

36.1.2 离散数据绘图487

36.1.3 特殊坐标轴绘图488

36.2 三维绘图490

36.2.1 二元函数绘图490

36.2.2 三维曲线绘图491

36.2.3 三维曲面绘图492

36.3 特殊分析用图492

36.3.1 柱状图492

36.3.2 直方图493

36.3.3 饼图494

36.3.4 散点图494

36.3.5 等高线图495

36.4 工作空间直接绘制图形496

36.5 小结498

第37章 MATLAB概率统计实例499

37.1 数字特征计算499

37.1.1 期望499

37.1.2 方差、标准差、矩501

37.1.3 协方差、相关系数502

37.2 概率计算504

37.2.1 概率密度计算504

37.2.2 累积与逆累积分布计算505

37.2.3 特殊分布的期望和方差计算506

37.2.4 随机数产生507

37.3 参数估计507

37.4 假设检验509

37.4.1 单个总体均值的检验509

37.4.2 两个正态总体均值差的检验（t检验）510

37.4.3 基于成对数据的检验（t检验）511

37.4.4 正态总体方差的假设检验512

37.5 方差分析513

37.5.1 单因素试验的方差分析513

37.5.2 双因素试验的方差分析514

37.6 回归分析516

37.6.1 一元多项式回归516

37.6.2 多元线性回归517

37.6.3 非线性回归518

37.6.4 逐步回归520

37.7 小结522