本书是在第1版的基础上修订改写而成。全书结合科学计算与工程应用的需要，从实用角度出发，通过大量的算法实现和典型应用实例，系统地介绍MATLAB的各种功能与应用。全书共分13章，内容包括MATLAB基础知识、MATLAB数据对象、MATLAB程序设计、图形绘制、线性代数中的数值计算、数据处理与多项式计算。
1.版本较新。本书以MATLAB R2017b版为基础，全面介绍MATLAB的各种功能与使用方法。
2.注重体现基本原理，突出应用特色。体现了“突出基本原理是为了更好地应用，使应用更富有规律的理念”。
3.遵循循序渐进的原则，体现认知规律的特点，便于读者学习。
刘卫国，中南大学教授，计算机应用技术、计算机软件与理论专业硕士生导师，美国UCSD（University of California，San Diego）访问学者（2004年），湖南省青年骨干教师（2002年）。多年从事计算机课程教学，主持过多项省部级、校级教学改革项目并获得省级、校级教学成果奖，主编出版过多部计算机教材。主持过多项计算机应用科研项目，目前研究兴趣包括网络入侵检测、Web系统性能分析、智能信息处理等，公开发表相关论文20余篇。
第1章 MATLAB基础知识 1
1.1 MATLAB的发展与基本功能 1
1.1.1 MATLAB的发展 1
1.1.2 MATLAB的基本功能 2
1.2 MATLAB的工作环境 4
1.2.1 启动和退出MATLAB 5
1.2.2 MATLAB的操作界面 5
1.3 MATLAB的基本操作 7
1.3.1 命令格式与基本规则 7
1.3.2 MATLAB的搜索路径 9
1.4 MATLAB的帮助系统 10
1.4.1 帮助浏览器 10
1.4.2 获取帮助信息的其他方法 11
思考与实验 12
第2章 MATLAB数据对象 14
2.1 数值数据及操作 14
2.1.1 数值数据 14
2.1.2 数据的输出格式 17
2.2 变量及其操作 19
2.2.1 变量与赋值 19
2.2.2 变量的管理 20
2.3 MATLAB数组 21
2.3.1 构造数组 22
2.3.2 引用矩阵元素 24
2.4 MATLAB运算 27
2.4.1 算术运算 27
2.4.2 关系运算 33
2.4.3 逻辑运算 33
2.5 字符数据及操作 34
2.5.1 字符向量与字符数组 34
2.5.2 字符串数组 36
2.6 结构体对象和单元对象 37
2.6.1 结构体对象 37
2.6.2 单元数组 38
思考与实验 39
第3章 MATLAB程序设计 41
3.1 脚本 41
3.1.1 脚本的编辑 41
3.1.2 实时脚本 43
3.2 程序控制结构 44
3.2.1 顺序结构 44
3.2.2 选择结构 45
3.2.3 循环结构 49
3.3 函数 52
3.3.1 函数文件 52
3.3.2 函数调用 54
3.3.3 可变参数 55
3.3.4 匿名函数 55
3.3.5 全局变量与局部变量 56
3.4 程序调试 57
3.4.1 程序调试概述 57
3.4.2 MATLAB调试模块 57
3.5 程序性能分析与优化 59
3.5.1 程序性能分析 59
3.5.2 程序优化 60
思考与实验 61
第4章 图形绘制 63
4.1 二维曲线绘制 63
4.1.1 绘制二维曲线 63
4.1.2 设置曲线样式 66
4.1.3 图形标注与坐标控制 69
4.1.4 多图形显示 72
4.1.5 其他坐标系下的曲线 75
4.2 其他二维图形绘制 77
4.2.1 条形类图形 77
4.2.2 面积类图形 79
4.2.3 散点类图形 80
4.2.4 矢量场图形 81
4.3 三维图形绘制 82
4.3.1 三维曲线 82
4.3.2 三维曲面 84
4.4 图形修饰处理 90
4.4.1 视点处理 90
4.4.2 色彩处理 91
4.4.3 图形的裁剪处理 94
4.5 图像处理 95
4.5.1 图像数据读写与显示 95
4.5.2 图像捕获与播放 96
4.6 交互式绘图工具 96
4.6.1 “绘图”选项卡 97
4.6.2 图形窗口 97
思考与实验 99
第5章 线性代数中的数值计算 101
5.1 特殊矩阵的生成 101
5.1.1 通用的特殊矩阵 101
5.1.2 面向特定应用的特殊矩阵 103
5.1.3 特殊构造矩阵 105
5.2 矩阵分析 106
5.2.1 矩阵结构变换 106
5.2.2 矩阵求值 110
5.2.3 矩阵的特征值与特征向量 112
5.3 矩阵分解 113
5.3.1 矩阵的LU分解 113
5.3.2 矩阵的QR分解 115
5.3.3 矩阵的Cholesky分解 116
5.3.4 矩阵的SVD分解 117
5.4 线性方程组求解 118
5.4.1 利用左除和右除运算求解 118
5.4.2 线性方程组的其他求解方法 119
5.5 矩阵运算函数 121
5.5.1 矩阵乘法 121
5.5.2 矩阵幂 121
5.5.3 超越函数 122
5.5.4 通用矩阵函数funm 122
5.6 稀疏矩阵的操作 122
5.6.1 矩阵存储方式 123
5.6.2 生成稀疏矩阵 123
5.6.3 访问稀疏矩阵 126
思考与实验 127
第6章 数据分析与多项式计算 129
6.1 数据统计处理 129
6.1.1 求最大值和最小值 129
6.1.2 求和与求积 130
6.1.3 求平均值和中值 131
6.1.4 求累加和与累乘积 131
6.1.5 统计描述函数 132
6.1.6 排序 135
6.2 多项式计算 135
6.2.1 多项式的四则运算 135
6.2.2 多项式的求导 136
6.2.3 多项式的求值 137
6.2.4 多项式的求根 138
6.2.5 多项式的除法变换 139
6.3 数据插值 139
6.3.1 一维数据插值 140
6.3.2 网格数据插值 142
6.3.3 散乱数据插值 143
6.4 曲线拟合 144
6.5 非线性方程和非线性方程组的
数值求解 145
6.5.1 非线性方程求解 145
6.5.2 非线性方程组求解 146
思考与实验 147
第7章 数值微积分与常微分
方程求解 149
7.1 数值微分 149
7.1.1 数值差分与差商 149
7.1.2 数值微分的实现 150
7.2 数值积分 152
7.2.1 数值积分的原理 152
7.2.2 定积分的数值求解实现 154
7.2.3 多重定积分的数值求解实现 156
7.3 离散傅里叶变换 157
7.4 常微分方程的数值求解 159
7.4.1 龙格-库塔法简介 159
7.4.2 常微分方程数值求解的实现 160
思考与实验 165
第8章 符号计算 167
8.1 符号对象及其运算 167
8.1.1 符号对象的建立 167
8.1.2 符号表达式中自变量的确定 170
8.1.3 符号对象的算术运算 171
8.1.4 符号对象的关系运算 176
8.1.5 符号对象的逻辑运算 177
8.2 符号微积分 177
8.2.1 符号极限 178
8.2.2 符号导数 178
8.2.3 符号积分 179
8.3 级数 181
8.3.1 级数符号求和 181
8.3.2 函数的泰勒级数 182
8.4 符号方程求解 182
8.4.1 符号代数方程求解 183
8.4.2 符号常微分方程求解 184
8.5 符号计算的可视化分析 185
8.5.1 funtool 186
8.5.2 Taylor Tool 186
思考与实验 187
第9章 图形对象 189
9.1 图形对象及其句柄 189
9.1.1 图形对象的基本概念 189
9.1.2 图形对象句柄 190
9.1.3 图形对象属性 191
9.2 图形窗口对象与坐标轴对象 194
9.2.1 图形窗口对象 194
9.2.2 坐标轴 195
9.3 图形数据对象 197
9.3.1 曲线对象 197
9.3.2 曲面对象 198
9.3.3 文本对象 201
9.3.4 其他图形数据对象 202
9.3.5 动画对象 204
9.4 光照和材质处理 207
9.4.1 光源对象 207
9.4.2 材质处理 208
思考与实验 209
第10章 App设计 211
10.1 图形用户界面 211
10.1.1 用户界面对象概述 211
10.1.2 控件的常用属性 212
10.1.3 回调函数 213
10.2 GUI函数 214
10.2.1 建立控件对象 214
10.2.2 建立用户菜单 215
10.2.3 建立快捷菜单 216
10.3 GUIDE 217
10.3.1 GUIDE简介 217
10.3.2 界面设计工具 219
10.3.3 GUIDE设计示例 222
10.4 App设计工具 226
10.4.1 App Designer 226
10.4.2 App组件 227
10.4.3 类的定义 228
10.4.4 App设计工具的设计示例 228
思考与实验 233
第11章 Simulink仿真与分析 235
11.1 Simulink概述 235
11.1.1 Simulink的工作环境 235
11.1.2 创建简单模型 237
11.2 系统模型的构建 240
11.2.1 Simulink模块 240
11.2.2 模型设计 241
11.3 系统的仿真与分析 244
11.3.1 设置仿真参数 245
11.3.2 运行仿真与仿真结果分析 248
11.3.3 系统仿真实例 250
11.4 子系统 252
11.4.1 子系统的创建 253
11.4.2 条件子系统 253
11.4.3 子系统的封装 256
11.5 S函数的设计与应用 259
11.5.1 用MATLAB语言编写S函数 259
11.5.2 S函数示例 260
思考与实验 263
第12章 MATLAB应用接口 265
12.1 MATLAB与Excel的接口 265
12.1.1 在Excel中导出/导入数据 265
12.1.2 在Excel中调用MATLAB
函数 266
12.1.3 在MATLAB中导入/导出数据 267
12.2 文件操作 268
12.2.1 文件输入/输出操作 269
12.2.2 MAT文件 274
12.3 MATLAB编译器 280
12.3.1 生成独立应用程序 280
12.3.2 生成组件和共享库 282
12.4 MATLAB与其他语言程序的
应用接口 285
12.4.1 MEX文件 286
12.4.2 MATLAB引擎 288
思考与实验 291
第13章 MATLAB的学科应用 292
13.1 MATLAB在优化问题中的应用 292
13.1.1 优化模型与优化工具 292
13.1.2 应用实例 293
13.2 MATLAB在控制系统中的应用 296
13.2.1 控制系统工具箱 296
13.2.2 应用实例 297
13.3 MATLAB在信号处理中的应用 302
13.3.1 信号处理工具箱与Simulink
模块集 302
13.3.2 应用实例 303
13.4 MATLAB在数字图像处理中的
应用 306
13.4.1 图像处理工具箱 306
13.4.2 应用实例 307
13.5 MATLAB在经济和金融领域中的
应用 308
13.5.1 经济和金融领域的工具箱 308
13.5.2 应用实例 309
思考与实验 310
参考文献 312
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