MATLAB統(tǒng)計(jì)分析與應(yīng)用

前言

MATLAB、SAS、Spss、Splus、R語言等軟件都可用作統(tǒng)計(jì)計(jì)算與分析，在這些軟件中，MATLAB的功能無疑是最強(qiáng)大的。MATLAB有“草稿紙式”的編程語言，還有包羅萬象的工具箱，易學(xué)易用，用戶不僅可以調(diào)用其內(nèi)部函數(shù)作“傻瓜式”的計(jì)算，還可以根據(jù)自己的算法進(jìn)行擴(kuò)展編程?？梢哉f，它就是計(jì)算軟件中的“航空母艦”。試問讀者朋友們，你們是想擁有一艘普通的“戰(zhàn)艦”，還是想擁有一艘無所不能的“航空母艦”呢？在我們的生活中，統(tǒng)計(jì)無處不在，大到國(guó)計(jì)民生，小到個(gè)人起居，無不與統(tǒng)計(jì)息息相關(guān)。與統(tǒng)計(jì)有關(guān)的論著也如春日繁花。但就目前情況來看，市面上有關(guān)統(tǒng)計(jì)與MATLAB結(jié)合的論著并不多見，并且大多只是MATLAB統(tǒng)計(jì)工具箱的中文翻譯，或者在概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的教材里加了一些MATLAB代碼，它們普遍存在的問題就是缺乏具體的案例分析，并且在統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用方面缺乏創(chuàng)新。本書僅以較少篇幅介紹MATLAB統(tǒng)計(jì)工具箱函數(shù)的調(diào)用方法，將通過大量的案例分析介紹MATLAB在統(tǒng)計(jì)方面的應(yīng)用。本書內(nèi)容分12章，另有2個(gè)附錄，共涉及40個(gè)大的案例，其中有些大案例下還包含了一些小的案例。本書章節(jié)是這樣安排的：第1章，利用MATLAB生成Word和：Excel文檔；第2章，數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與導(dǎo)出；第3章，數(shù)據(jù)的預(yù)處理；第4章，生成隨機(jī)數(shù)；第5章，參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)；第6章，Copula理論及應(yīng)用實(shí)例；第7章，方差分析；第8章，數(shù)據(jù)擬合；第9章，聚類分析；第10章，判別分析；第11章，主成分分析；第12章，因子分析；附錄A，圖像處理中的統(tǒng)計(jì)應(yīng)用案例；附錄B，MATLAB統(tǒng)計(jì)工具箱函數(shù)索引。其中利用MATLAB與Word、Excel接口技術(shù)生成word和Excel文檔屬作者原創(chuàng)，利用這一技術(shù)可以很方便的生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)告或報(bào)表。另外，本書還涉及5個(gè)基于統(tǒng)計(jì)方法的圖像處理案例，包括從圖像資料中提取繪圖數(shù)據(jù)并進(jìn)行曲線擬合，灰度圖像和真彩圖像的分割，從固定背景視頻中識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，手寫體數(shù)字識(shí)別，圖像壓縮等。這些都是其他統(tǒng)計(jì)軟件很難解決的問題，也是傳統(tǒng)教材沒有涉及的問題。筆者長(zhǎng)期從事本科生“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”、“多元統(tǒng)計(jì)分析”，碩士研究生“數(shù)理統(tǒng)計(jì)”，博士研究生“應(yīng)用數(shù)學(xué)基礎(chǔ)”等課程的教學(xué)。在教學(xué)中，作者把MATLAB引入課堂，深受學(xué)生歡迎。本書是作者長(zhǎng)期教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。筆者長(zhǎng)期活躍于研學(xué)論壇、仿真論壇和振動(dòng)論壇的MATLAB版面，以及MATLAB中文論壇的各版面，筆者編寫的“利用MATLAB生成Word和Excel文檔”、“貓追耗子的動(dòng)畫演示”、“概率統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示系統(tǒng)”等MATLAB程序在各論壇間廣泛流傳。筆者認(rèn)為這些論壇是學(xué)習(xí)MATLAB的好地方，論壇上的很多問題都是經(jīng)典的、共性的、案例式的。筆者把自己學(xué)習(xí)MATLAB的經(jīng)歷總結(jié)成三個(gè)詞語：“紙上談兵”，“閉門造車”和“改革開放”。剛接觸MAT-LAB時(shí)，由于沒有電腦可用，只能天天泡在圖書館里看MATLAB教程；雖然筆記記了一大本，但是收獲甚微，這段經(jīng)歷純屬“紙上談兵”。

內(nèi)容概要

本書從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，以大量的案例詳細(xì)介紹了MATLAB環(huán)境下的統(tǒng)計(jì)分析與應(yīng)用。本書主要內(nèi)容包括：利用MATLAB制作統(tǒng)計(jì)報(bào)告或報(bào)表；從文件中讀取數(shù)據(jù)到MATLAB；從MATLAB中導(dǎo)出數(shù)據(jù)到文件；數(shù)據(jù)的平滑處理、標(biāo)準(zhǔn)化變換和極差歸一化變換；生成一元和多元分布隨機(jī)數(shù)；蒙特卡洛方法；參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)；Copula理論及應(yīng)用實(shí)例；方差分析；基于回歸分析的數(shù)據(jù)擬合；聚類分析；判別分析；主成分分析；因子分析；圖像處理中的統(tǒng)計(jì)應(yīng)用等。    本書可以作為高等院校本科生、研究生的統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)課程的教材或教學(xué)參考書，也可作為從事數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)管理的研究人員的參考用書。

書籍目錄

第1章 利用MATLAB生成Word和Excel文檔  1.1 組件對(duì)象模型(COM)    1.1.1 什么是CoM    1.1.2 CoM接口    1.2 MATLAB中的ActiveX控件接口技術(shù)    1.2.1 actxcontrol函數(shù)    1.2.2 actxcontrollist函數(shù)    1.2.3 actxcontrolselect函數(shù)    1.2.4 actxserver函數(shù)    1.2.5 利用MATLAB調(diào)用COM對(duì)象    1.2.6 調(diào)用actxserver函數(shù)創(chuàng)建組件服務(wù)器  1.3 案例1：利用MATLAB生成Word文檔    1.3.1 調(diào)用actxserver函數(shù)創(chuàng)建Microsoft Word服務(wù)器    1.3.2 建立Word文本文檔    1.3.3 插入表格    1.3.4 插入圖片    1.3.5 保存文檔    1.3.6 完整代碼  1.4 案例2：利用MATLAB生成Excel文檔    1.4.1 調(diào)用actxserver函數(shù)創(chuàng)建Microsoft Excel服務(wù)器    1.4.2 新建Excel工作簿    1.4.3 獲取工作表對(duì)象句柄    1.4.4 插入、復(fù)制、刪除、移動(dòng)和重命名工作表    1.4.5 頁面設(shè)置    1.4.6 選取工作表區(qū)域    1.4.7 設(shè)置行高和列寬    1.4.8 合并單元格    1.4.9 邊框設(shè)置    1.4.10 設(shè)置單元格對(duì)齊方式    1.4.11 寫入單元格內(nèi)容    1.4.12 插入圖片    1.4.13 保存工作簿    1.4.14 完整代碼第2章 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與導(dǎo)出  2.1 案例3：從TXT文件中讀取數(shù)據(jù)    2.1.1 利用數(shù)據(jù)導(dǎo)入向?qū)?dǎo)入TXT文件    2.1.2 調(diào)用高級(jí)函數(shù)讀取數(shù)據(jù)    2.1.3 調(diào)用低級(jí)函數(shù)讀取數(shù)據(jù)  2.2 案例4：把數(shù)據(jù)寫入TXT文件    2.2.1 調(diào)用dlmread函數(shù)寫入數(shù)據(jù)    2.2.2 調(diào)用fprintf函數(shù)寫入數(shù)據(jù)  2.3 案例5：從Excel文件中讀取數(shù)據(jù)    2.3.1 利用數(shù)據(jù)導(dǎo)入向?qū)?dǎo)入Excel文件    2.3.2 調(diào)用xlsread函數(shù)讀取數(shù)據(jù)  2.4 案例6：把數(shù)據(jù)寫入Excel文件第3章 數(shù)據(jù)的預(yù)處理  3.1 案例7：數(shù)據(jù)的平滑處理    3.1.1 smooth函數(shù)    3.1-2 smoothts函數(shù)    3.1.3 medfiltl函數(shù)  3.2 案例8：數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化變換    3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)化變換公式    3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化變換的MATLAB實(shí)現(xiàn)  3.3 案例9：數(shù)據(jù)的極差歸一化變換    3.3.1 極差歸一化變換公式    3.3.2 極差歸一化變換的MATLAB實(shí)現(xiàn)第4章 生成隨機(jī)數(shù)  4.1 案例10：生成一元分布隨機(jī)數(shù)    4.1.1 均勻分布隨機(jī)數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)    4.1.2 RandStream類    4.1.3 常見一元分布隨機(jī)數(shù)    4.1.4 任意一元分布隨機(jī)數(shù)  4.2 案例11：生成多元分布隨機(jī)數(shù)  4.3 案例12：蒙特卡洛方法    4.3.1 有趣的蒙提霍爾問題    4.3.2 抽球問題的蒙特卡洛模擬    4.3.3 用蒙特卡洛方法求圓周率    4.3.4 用蒙特卡洛方法求積分    4.3.5 街頭騙局揭秘第5章 參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)  5.1 案例13：常見分布的參數(shù)估計(jì)  5.2 案例14：正態(tài)總體參數(shù)的檢驗(yàn)  ……第6章 Copula理論及應(yīng)用實(shí)例第7章 方差分析第8章 數(shù)據(jù)擬合第9章 聚類分析第10章 判別分析第11章 主成分分析第12章 因子分析附錄A 圖像處理中的統(tǒng)計(jì)應(yīng)用案例附錄B MATLAB統(tǒng)計(jì)工具箱函數(shù)大全參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：做這個(gè)事情的起因是筆者每個(gè)學(xué)期末都要做好幾張?jiān)嚲矸治觯ぷ鲉握{(diào)重復(fù)，并且周圍很多人都有類似的困擾。特別是當(dāng)統(tǒng)計(jì)工筆者面對(duì)大量相同格式的統(tǒng)計(jì)報(bào)表時(shí)，所做的工作往往只是重復(fù)性勞動(dòng)，此時(shí)就需要一個(gè)模板，可以每次自動(dòng)導(dǎo)人數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成人們想要的報(bào)告，把人們從繁重、重復(fù)的工作中解脫出來?；谶@個(gè)考慮，本章先介紹一點(diǎn)編程理論，然后以案例的形式詳細(xì)介紹如何利用MATLAB生成World和Excel文檔。讀者可以參照本章內(nèi)容，嘗試生成自己想要的統(tǒng)計(jì)報(bào)告或報(bào)表。本章主要內(nèi)容包括：微軟組件對(duì)象模型（COM），基于COM技術(shù)的ActiveX控件接口技術(shù)，利用MATLAB生成word文檔，利用MATLAB生成。Excel文檔。1.1組件對(duì)象模型（COM）1.1.1什么是COM事物的發(fā)展總是處在不斷的新老交替中，軟件的開發(fā)也不例外。辛辛苦苦開發(fā)出一個(gè)比較大型的應(yīng)用程序交給客戶使用，過一段時(shí)間后應(yīng)用程序需要升級(jí)，需要添加一些新的特性，怎么辦？再組織人力物力重新編寫所有代碼，重新編譯？這顯然不太現(xiàn)實(shí)。為此，微軟公司提出了組件對(duì)象模型（Component Object。Model，COM），它是微軟公司為了使軟件開發(fā)更加符合人的行為方式而提出的一種規(guī)范。在這種規(guī)范下，單個(gè)應(yīng)用程序被分隔成多個(gè)獨(dú)立的部分，即組件（component）。這種做法的好處是可以隨著技術(shù)的發(fā)展而用新的組件取代已有的組件，此時(shí)的應(yīng)用程序不再是一個(gè)一出生就命中注定會(huì)過時(shí)的靜態(tài)程序，而是隨時(shí)可以用新組件取代舊組件而“返老還童”的動(dòng)態(tài)程序。COM組件是由以win32動(dòng)態(tài)鏈接庫（DLL）或可執(zhí)行文件（.exe）的形式發(fā)布的可執(zhí)行代碼組成的，其必須滿足以下幾個(gè)條件。①為了使客戶在應(yīng)用程序的運(yùn)行中能夠?qū)⒔M件替換掉，組件必須動(dòng)態(tài)鏈接。②它們必須隱藏（或封裝）其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。而各組件是通過接口連接在一起的，接口不能變，所以組件要實(shí)現(xiàn)封裝。③封裝之后的組件以二進(jìn)制的形式發(fā)布。④開發(fā)組件的編程語言必須被隱藏起來，也就是說COM組件是與語言完全無關(guān)。⑤組件必須可以在不妨礙已有用戶的情況下升級(jí)，也就是說一個(gè)組件的新版本必須既能夠同老版本的用戶一起使用，也要能夠和新版本用戶一起使用。

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《MATLAB統(tǒng)計(jì)分析與應(yīng)用:40個(gè)案例分析》為MATLAB開發(fā)實(shí)例系列圖書。

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