MATLAB從基礎(chǔ)到精通

前言

　　近年來，MATLAB軟件強大的數(shù)據(jù)計算和圖形處理能力使其在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，越來越多的用戶迫切需要盡快掌握MATLAB解決基本的問題。為此，目前市場上出現(xiàn)了大量講述MATLAB使用的相關(guān)書籍。但是目前介紹MATLAB的書，其中一類主要是介紹某一功能、工具箱的使用，這類書一般只能對某個方向的相關(guān)內(nèi)容進行詳細闡述，在實際使用中讀者仍需要參考MATLAB入門的相關(guān)書籍；而另一類主要是MATLAB基礎(chǔ)性的相關(guān)書籍，對于MATLAB各種函數(shù)、工具箱，只做一些概念性的介紹，在實際使用中仍需要查閱龐大的MATLAB英文幫助文檔。為此我們出版此書主要著眼于：　　內(nèi)容全面。完整介紹MATLAB各項功能，適合于各個層次的科學(xué)工作者，可以幫助入門讀者快速掌握MATLAB基本操作，可以作為MATLAB使用者進一步提高操作能力的高效工具書?！　∪菀渍莆?。對每個函數(shù)進行詳細介紹，同時，結(jié)合實例分析講解實際操作中可能遇到的問題。　　面向需求。對常用工具箱進行詳細的介紹，基本能滿足解決各研究領(lǐng)域?qū)嶋H問題的需要?！　”緯泻翁厣?？　　1.全面涵蓋MATLAB的基礎(chǔ)知識　　本書為了便于讀者能最大程度地掌握MATLAB，包含了MATLAB的各項基礎(chǔ)知識，從最基礎(chǔ)的MATLAB軟件的安裝到常用的數(shù)值分析、圖形處理、程序設(shè)計等內(nèi)容，全部詳細地介紹給讀者，便于讀者梳理、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識?！　?.詳細講述MATLAB的常用工具箱　　MATLAB工具箱的使用，可以為廣大用戶帶來很多便利。MATLAB工具箱功能強大，可用于解決神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、小波分析等復(fù)雜問題。本書向讀者介紹了常用工具箱的使用，旨在使用戶在較短的時間內(nèi)掌握復(fù)雜算法的使用，而無須編寫大量代碼即可解決實際問題?！　?.配備實例，操作性強　　本書在每一知識點講述完成后都配備相應(yīng)的實例，供讀者演練，以使讀者能較好地操作相應(yīng)的知識點，同時這些源代碼都收錄在本書配套的光盤中，方便讀者使用?！　?.附帶教學(xué)視頻，便于更好學(xué)習(xí)　　本書附帶相關(guān)章節(jié)的教學(xué)視頻，幫助讀者更好地學(xué)習(xí)本書的內(nèi)容?！　”緯鴥?nèi)容及知識體系　　第1篇基礎(chǔ)知識（第1～10章）　　本篇主要介紹了MATLAB的基礎(chǔ)知識?！　〉?章主要總結(jié)MATLAB的發(fā)展、優(yōu)勢、特點和系統(tǒng)組成，以MATLAB7.0為例介紹了軟件的具體安裝過程，并向廣大讀者介紹學(xué)習(xí)使用MATLAB的心得體會?！　〉?章介紹了MATLAB常用的數(shù)據(jù)類型，包括整型、浮點型、邏輯類型、結(jié)構(gòu)體、元胞數(shù)組和字符串等的相關(guān)知識，以及數(shù)據(jù)之間的互相轉(zhuǎn)換?！　〉?章主要講述矩陣、數(shù)組的基本操作，涉及矩陣和數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、簡單運算、特殊運算、向量和高維數(shù)組的基本知識?！　〉?章討論了MATLAB程序設(shè)計的相關(guān)知識，主要涉及程序設(shè)計的文件類型、變量和常量、流程控制、調(diào)試與優(yōu)化等?！　〉?章主要介紹MATLAB圖形處理的相關(guān)知識，涉及基本的繪圖處理，二維、三維圖形的繪制及圖形編輯處理技巧。　　第6章介紹了MATLAB創(chuàng)建GUI的兩種方式，利用GUI向?qū)Ш屯ㄟ^編程的方式?！　〉?章介紹了數(shù)值分析技術(shù)，包括簡單的數(shù)據(jù)操作、多項式運算、微分和積分、擬合和插值、線性及非線性方程組的求解?！　〉?章重點講述符號運算的內(nèi)容，包括符號對象的創(chuàng)建、符號對象的常用操作和符號對象的轉(zhuǎn)換?！　〉?章主要介紹常用的接口編程技術(shù)，包括MATLAB編輯器的使用、MEX文件的使用、MAT文件的使用、COM組件技術(shù)與Word、Excel的混合使用技術(shù)?！　〉?0章詳細地介紹了MATLAB文件的輸入/輸出機制，包括MATLAB數(shù)據(jù)文件和圖片文件的導(dǎo)入/導(dǎo)出等相關(guān)內(nèi)容?！　〉?篇常用工具箱使用（第11～20章）　　本篇介紹了MATLAB常用工具箱的實現(xiàn)?！　〉?1章主要介紹了Simulink的基礎(chǔ)知識，包括Simulink的特點、Simulink的建模環(huán)境、Simulink的模型庫和Simulink建模仿真的實現(xiàn)?！　〉?2章主要探討MATLAB統(tǒng)計工具箱在假設(shè)測驗、方差分析、線性回歸、非線性回歸和多元統(tǒng)計等較為常用的統(tǒng)計問題中的應(yīng)用?！　〉?3章具體講述圖像處理工具箱的使用。對MATLAB中支持的圖像文件格式、圖像類型及其轉(zhuǎn)換、圖像處理工具箱如何完成基本的圖像處理任務(wù)等做了具體的介紹?！　〉?4章主要介紹MATLAB優(yōu)化工具箱的使用，包括線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、無約束規(guī)劃和約束規(guī)劃等常規(guī)的優(yōu)化算法?！　〉?5章主要介紹了MATLAB曲線擬合工具箱的使用，主要包括曲線擬合工具箱簡介、利用GUI界面進行曲線擬合和利用命令行函數(shù)法進行曲線擬合?！　〉?6章討論了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，包括BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)算法在MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱中的使用?！　〉?7章主要介紹了MATLAB金融工具箱的使用，主要內(nèi)容為MATLAB金融工具箱的組成和如何利用金融工具箱提供的函數(shù)進行常規(guī)的金融計算?！　〉?8章涉及小波變換的基礎(chǔ)知識，包括常用的小波分析操作和利用GUI實現(xiàn)小波分析等小波工具箱使用時需要具備的基礎(chǔ)知識。　　第19章主要介紹MATLAB遺傳算法與直接搜索工具箱的使用?！　〉?0章通過幾個實例簡單介紹MATLAB軟件在數(shù)學(xué)建模、物理、化學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用?！　∨鋾獗P內(nèi)容介紹　　為了方便讀者閱讀本書，本書附帶1張DVD光盤。內(nèi)容如下：　　本書主要實例的源代碼?！　”緯饕獌?nèi)容的多媒體語音教學(xué)視頻?！　「髡鹿?jié)內(nèi)容的PPT?！　∵m合閱讀本書的讀者　　零基礎(chǔ)的MATLAB用戶。　　需要全面學(xué)習(xí)MATLAB的人員。　　需要使用MATLAB提供的算法完成相關(guān)的程序設(shè)計?！　⌒枰诙虝r間內(nèi)掌握MATLAB某些功能的各領(lǐng)域人員。　　需要一本全面涵蓋MATLAB各項內(nèi)容查詢手冊的人員?！　￠喿x本書的建議　　沒有MATLAB基礎(chǔ)的讀者，建議從第1章順次閱讀并練習(xí)每一個實例?！　∮幸欢∕ATLAB基礎(chǔ)，且具有一定編程經(jīng)驗的讀者，可以根據(jù)實際情況有重點地選擇相關(guān)內(nèi)容閱讀，并注重實際的操作演練?！　τ跊]有編程基礎(chǔ)，希望快速使用MATLAB完成一些項目，以閱讀其中的圖形界面操作為主。

內(nèi)容概要

　　《MATLAB從基礎(chǔ)到精通》由淺入深地全面講解了MATLAB軟件的知識，以MATLAB7.0版本的功能敘述為主?！禡ATLAB從基礎(chǔ)到精通》涉及面廣，涵蓋了一般用戶需要使用的各種功能，并詳細介紹了MATLAB常用工具箱的使用。在詳細介紹MATLAB理論知識的同時，全程配合實例，使讀者更容易掌握。本書附帶1張DVD光盤，內(nèi)容為本書多媒體語音教學(xué)視頻及本書所涉及的源代碼。　　全書分為兩篇。第1篇主要介紹MATLAB基礎(chǔ)知識，第2篇主要介紹MATLAB常用工具箱的使用。涵蓋的主要內(nèi)容有MATLAB的發(fā)展、優(yōu)勢、特點和系統(tǒng)組成，常用的數(shù)據(jù)類型，矩陣和數(shù)組的基本操作，程序設(shè)計的相關(guān)知識，圖形處理的相關(guān)知識，GUI設(shè)計，數(shù)值分析技術(shù)，符號運算，常用的接口編程技術(shù)，文件的輸入/輸出機制，Simulink的基礎(chǔ)知識，統(tǒng)計工具箱，圖像處理工具箱，優(yōu)化工具箱，曲線擬合工具箱，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱，金融工具箱，小波分析工具箱，遺傳算法與直接搜索工具箱等。

作者簡介

王薇，畢業(yè)于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，獲碩士學(xué)位。主要從事植被高光譜研究，使用MATLAB軟件對海量的高光譜數(shù)據(jù)進行分析研究。參與過多項國家和省部級的科研項目。目前申請專利3項，獲得軟件著作權(quán)登記1項，發(fā)表論文多篇，其中SCI第一作者2篇，部分研究結(jié)果還被收錄到最新的植被高光譜遙感的外文書中。

書籍目錄

第1篇 基礎(chǔ)知識 第1章 MATLAB概述、安裝和學(xué)習(xí)方法 1.1 MATLAB簡介 1.1.1 MATLAB的發(fā)展歷程 1.1.2 MATLAB的優(yōu)勢和特點 1.1.3 MATLAB的系統(tǒng)組成 1.2 MATLAB 7.0的安裝 1.3 MATLAB用戶界面 1.3.1 啟動和退出 1.3.2 主菜單 1.3.3 標(biāo)題欄 1.3.4 命令窗口 1.3.5 當(dāng)前目錄瀏覽窗口 1.3.6 工作空間瀏覽窗口 1.3.7 歷史命令窗口 1.4 幫助系統(tǒng) 1.4.1 幫助瀏覽器 1.4.2 命令幫助系統(tǒng) 1.4.3 遠程幫助系統(tǒng) 1.5 如何學(xué)習(xí)MATLAB 1.6 本章小結(jié) 第2章 MATLAB的數(shù)據(jù)類型 2.1 整型 2.2 浮點型 2.3 邏輯類型 2.4 字符串 2.4.1 字符串的生成 2.4.2 字符串操作函數(shù) 2.5 元胞數(shù)組 2.5.1 元胞數(shù)組的創(chuàng)建 2.5.2 元胞數(shù)組的訪問 2.5.3 元胞數(shù)組的顯示 2.5.4 元胞數(shù)組的刪除 2.6 結(jié)構(gòu)體 2.6.1 結(jié)構(gòu)體的生成 2.6.2 結(jié)構(gòu)體的操作 2.7 不同數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)化 2.8 本章小結(jié) 第3章 矩陣和數(shù)組 3.1 矩陣和數(shù)組的概念 3.2 矩陣和數(shù)組的創(chuàng)建 3.3 矩陣及數(shù)組的基本操作 3.3.1 基本信息獲取 3.3.2 元素訪問 3.4 矩陣及數(shù)組的簡單運算 3.4.1 基本函數(shù) 3.4.2 加減運算 3.4.3 乘法運算 3.4.4 除法運算 3.4.5 乘方運算 3.5 矩陣的特殊運算 3.5.1 行列式運算 3.5.2 逆運算 3.5.3 秩運算 3.5.4 特征值運算 3.6 數(shù)組的特殊運算 3.6.1 關(guān)系運算 3.6.2 邏輯運算 3.7 向量及其運算 3.7.1 向量的生成 3.7.2 向量的運算 3.8 高維數(shù)組操作 3.8.1 高維數(shù)組的創(chuàng)建 3.8.2 高維數(shù)組的基本操作 3.9 本章小結(jié) 第4章 程序設(shè)計 4.1 程序設(shè)計概述 4.2 腳本文件 4.3 函數(shù)文件 4.3.1 函數(shù)的定義 4.3.2 函數(shù)類型 4.3.3 函數(shù)的調(diào)用和變量傳遞 4.3.4 輸入／輸出參數(shù)的控制 4.4 常量、變量 4.4.1 變量的命名 4.4.2 系統(tǒng)預(yù)定義的常量 4.4.3 變量類型 4.4.4 系統(tǒng)預(yù)定義的變量 4.5 程序結(jié)構(gòu)及流程控制 4.5.1 賦值語句 4.5.2 條件語句 4.5.3 循環(huán)語句 4.6 交互控制指令 4.7 程序的調(diào)試 4.7.1 常見錯誤類型 4.7.2 調(diào)試方法 4.8 優(yōu)化 4.8.1 循環(huán)的向量化 4.8.2 循環(huán)的優(yōu)化 4.8.3 M文件分析 4.8.4 提高編程效率的小技巧 4.9 本章小結(jié) 第5章 圖形處理 5.1 基本的繪圖處理 5.1.1 常用函數(shù) 5.1.2 MATLAB圖形窗口 5.1.3 坐標(biāo)控制 5.1.4 圖形標(biāo)注 5.1.5 窗口分割 5.1.6 MATLAB圖形編輯工具的使用 5.2 特殊二維圖形 5.2.1 條形圖 5.2.2 直方圖 5.2.3 面積圖 5.2.4 餅圖 5.2.5 散點圖 5.2.6 排列圖 5.2.7 羅盤圖 5.2.8 羽毛圖 5.2.9 矢量圖 5.2.10 桿型圖 5.2.11 階梯圖 5.2.12 極坐標(biāo)圖 5.2.13 等值線圖 5.2.14 曲線誤差的添加 5.3 三維圖形 5.3.1 三維圖形的繪制 5.3.2 三維圖形的編輯 5.4 本章小結(jié) 第6章 圖形用戶界面（GUI） 6.1 GUI簡介 6.1.1 GUI的創(chuàng)建方法概述 6.1.2 GUI的設(shè)計流程 6.1.3 GUI界面設(shè)計的原則 6.2 利用GUIDE設(shè)計GUI 6.2.1 新建GUI設(shè)計界面 6.2.2 常用控件的設(shè)計 6.2.3 界面設(shè)計窗口的常用工具 6.3 利用程序語言設(shè)計GUI 6.3.1 GUI對象編程 6.3.2 GUI的對話框 6.4 GUI文件 6.4.1 M文件結(jié)構(gòu) 6.4.2 回調(diào)函數(shù) 6.4.3 參數(shù)的傳遞 6.5 GUI界面設(shè)計的實例 6.6 本章小結(jié) 第7章 數(shù)值分析 7.1 簡單的數(shù)據(jù)操作 7.1.1 隨機數(shù)的生成 7.1.2 描述性統(tǒng)計參數(shù)的計算 7.1.3 描述性統(tǒng)計做圖 7.1.4 數(shù)據(jù)的排序 7.2 多項式運算 7.2.1 多項式求值 7.2.2 多項式求根 7.2.3 多項式乘除 7.2.4 多項式微積分 7.3 微分和積分 7.3.1 數(shù)值微分 7.3.2 數(shù)值積分 7.4 擬合和插值 7.4.1 擬合基礎(chǔ) 7.4.2 線性擬合 7.4.3 非線性擬合 7.4.4 插值基礎(chǔ) 7.5 線性方程組的求解 7.6 非線性方程求解 7.7 本章小結(jié) 第8章 符號計算功能 8.1 符號計算概述 8.2 符號對象的創(chuàng)建 8.2.1 符號變量 8.2.2 符號常量 8.2.3 符號表達式 8.2.4 符號矩陣 8.2.5 符號函數(shù) 8.3 符號表達式的基本操作 8.3.1 符號表達式的化簡 8.3.2 符號表達式的合并與分解 8.3.3 符號表達式的代數(shù)運算 8.3.4 符號表達式的分子分母提取 8.3.5 符號表達式的自變量的確定 8.4 符號矩陣運算 8.4.1 符號矩陣的代數(shù)運算 8.4.2 符號矩陣的特殊運算 8.5 符號微積分運算 8.5.1 符號極限 8.5.2 符號微分 8.5.3 符號積分 8.5.4 符號級數(shù) 8.6 符號方程求解 8.6.1 代數(shù)方程的求解 8.6.2 微分方程的求解 8.7 符號函數(shù)圖形繪制 8.7.1 函數(shù)ezplot（） 8.7.2 函數(shù)幣fplot（） 8.7.3 函數(shù)ezplot3（） 8.7.4 函數(shù)ezcontour（） 8.7.5 函數(shù)ezcontourf（） 8.7.6 函數(shù)ezmesh（） 8.7.7 函數(shù)ezmeshc（） 8.7.8 函數(shù)ezpolar（） 8.8 符號對象與數(shù)值對象的轉(zhuǎn)換 8.8.1 符號對象轉(zhuǎn)換為數(shù)值對象 8.8.2 數(shù)值對象轉(zhuǎn)換為符號對象 8.9 本章小結(jié) 第9章 應(yīng)用程序接口 9.1 MATLAB編譯器 9.1.1 編譯器簡介 9.1.2 編譯器的安裝、配置 9.1.3 編譯器的使用 9.2 MEX文件 9.3 MAT文件 9.4 MATLAB引擎技術(shù) 9.5 COM組件 9.6 與Word、Excel的混合使用 9.6.1 Excel Link的使用 9.6.2 在Word中使用Notebook 9.7 本章小結(jié) 第10章 文件I／O 10.1 數(shù)據(jù)文件 10.1.1 低級文件的I／O操作 10.1.2 高級文件的I／O操作 10.1.3 利用界面工具導(dǎo)入／導(dǎo)出數(shù)據(jù) 10.2 圖片文件 10.2.1 不同格式圖片文件的導(dǎo)入 10.2.2 不同格式圖片文件的導(dǎo)出 10.3 本章小結(jié) …… 第2篇 常用工具箱使用

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：    1.1.2 MATLAB的優(yōu)勢和特點 近年來MATLAB在各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，這主要得益于MATLAB具有以下優(yōu)勢。 1.編程效率高 對于復(fù)雜算法的開發(fā)，MATLAB函數(shù)庫提供了大量函數(shù)可供直接調(diào)用，面向?qū)I(yè)領(lǐng)域的工具箱減輕了以往需要復(fù)雜編程開發(fā)的負(fù)擔(dān)，相比一般編程語言可大大節(jié)省算法開發(fā)時間，而對于非算法研究領(lǐng)域人員，如果只想在自己的領(lǐng)域使用已有的算法，可靈活地調(diào)用MATLAB編寫好的函數(shù)。 2.使用方便 MATLAB多數(shù)工具箱提供了圖形界面操作。無須編寫代碼，直接通過界面操作。 3.擴充能力好，移植性強 通過MATLAB編寫的程序可通過多種途徑與常用的編程語言、應(yīng)用軟件連接，擴充移植能力強。 4.開放性好 MATLAB一般函數(shù)都是以m文件形式存在的，可以直接打開相應(yīng)算法的m文件，查閱源代碼。 5.簡單易用的程序語言 MATLAB語言特征與C語言相似，而且更加簡單，更加符合專業(yè)人員對算法的書寫格式。 6.高效方便的矩陣運算 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解決問題較為簡單。 7.方便的繪圖功能 MATLAB提供了一系列繪圖函數(shù)，可方便地對數(shù)據(jù)進行可視化分析。 下面簡單介紹MATLAB主要特點。 ?科學(xué)計算的高級語言，為算法開發(fā)提供高效的實現(xiàn)途徑。 ?提供完善的開發(fā)環(huán)境，系統(tǒng)管理代碼、文件、數(shù)據(jù)。 ?提供友好的交互界面，用于探索、設(shè)計、解決實際問題。 ?內(nèi)含大量的可直接使用的數(shù)學(xué)函數(shù)，涉及線性代數(shù)、統(tǒng)計學(xué)、傅里葉分析、濾波、優(yōu)化及數(shù)值積分等方面。 ?提供二維和三維圖用于數(shù)據(jù)的可視化分析。 ?可以自定義生成圖形用戶界面。 ?編寫的代碼可與外部的程序和其他編程語言集成，例如C、C++、Fortran、Java和Microsoft Excel等。

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《MATLAB從基礎(chǔ)到精通》為了便于讀者能最大程度地掌握MATLAB，包含了MATLAB的各項基礎(chǔ)知識，從最基礎(chǔ)的MATLAB軟件的安裝到常用的數(shù)值分析、圖形處理、程序設(shè)計等內(nèi)容，全部詳細地介紹給讀者，便于讀者梳理、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識。

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