MATLAB完全自學(xué)手冊(cè)

目 錄
第1篇 MATLAB基礎(chǔ)
第1章 MATLAB 2013a概述
1.1 MATLAB簡(jiǎn)介
1.1.1 MATLAB的發(fā)展
1.1.2 MATLAB的主要功能
1.1.3 MATLAB 2013a的新特性
1.2 MATLAB 2013a安裝與卸載
1.2.1 MATLAB 2013a安裝
1.2.2 MATLAB 2013a卸載
1.3 MATLAB 2013a用戶界面
1.3.1 菜單欄簡(jiǎn)介
1.3.2 命令窗口
1.3.3 歷史命令窗口
1.3.4 工作空間窗口
1.3.5 當(dāng)前目錄窗口
1.3.6 幫助系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1.4 MATLAB 2013a基礎(chǔ)知識(shí)
1.4.1 MATLAB 2013a基本數(shù)值計(jì)算
1.4.2 MATLAB 2013a矩陣處理
1.4.3 MATLAB 2013a數(shù)據(jù)可視化
1.4.4 MATLAB 2013a程序設(shè)計(jì)功能
1.5 小結(jié)
第2篇 MATLAB中的矩陣運(yùn)算
第2章 MATLAB 2013a的矩陣操作
2.1 矩陣的生成
2.1.1 簡(jiǎn)單矩陣的創(chuàng)建
2.1.2 調(diào)用函數(shù)創(chuàng)建特殊矩陣
2.2 矩陣的拼接
2.2.1 基本拼接
2.2.2 拼接函數(shù)
2.3 改變矩陣尺寸
2.3.1 擴(kuò)大矩陣的尺寸
2.3.2 縮小矩陣的尺寸
2.4 改變矩陣形狀
2.5 向量、標(biāo)量與空矩陣
2.5.1 向量
2.5.2 標(biāo)量
2.5.3 空矩陣
2.6 矩陣尋訪
2.6.1 下標(biāo)轉(zhuǎn)換
2.6.2 訪問(wèn)單元素
2.6.3 訪問(wèn)多元素
2.7 獲取矩陣信息
2.7.1 獲取矩陣元素的數(shù)據(jù)類型
2.7.2 獲取矩陣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.7.3 獲取矩陣的尺寸信息
2.8 高維數(shù)組
2.8.1 高維數(shù)組的創(chuàng)建
2.8.2 訪問(wèn)高維數(shù)組的信息
2.8.3 高維數(shù)組操作函數(shù)
2.9 小結(jié)
第3章 MATLAB 2013a的數(shù)據(jù)類型
3.1 MATLAB中的數(shù)值類型
3.1.1 整數(shù)類型
3.1.2 單精度浮點(diǎn)型
3.1.3 雙精度浮點(diǎn)類型
3.1.4 復(fù)數(shù)
3.1.5 無(wú)窮
3.1.6 非數(shù)
3.2 MATLAB中的邏輯類型
3.2.1 邏輯類型
3.2.2 關(guān)系運(yùn)算符
3.2.3 邏輯運(yùn)算符
3.2.4 運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)
3.3 MATLAB中的字符與字符串
3.3.1 字符數(shù)組的建立
3.3.2 字符串的比較
3.3.3 字符串的查找與替換
3.3.4 字符串與數(shù)值類型的互相轉(zhuǎn)換
3.4 小結(jié)
第4章 元胞數(shù)組和構(gòu)架數(shù)組
4.1 元胞數(shù)組
4.1.1 直接創(chuàng)建元胞數(shù)組
4.1.2 調(diào)用函數(shù)生成元胞數(shù)組
4.1.3 元胞數(shù)組的擴(kuò)容、刪減和重置
4.1.4 訪問(wèn)元胞數(shù)組內(nèi)容
4.1.5 嵌套元胞數(shù)組
4.1.6 字符串元胞數(shù)組
4.2 構(gòu)架數(shù)組
4.2.1 創(chuàng)建構(gòu)架數(shù)組
4.2.2 訪問(wèn)構(gòu)架數(shù)組元素
4.3 小結(jié)
第5章 矩陣分析
5.1 數(shù)值計(jì)算中的矩陣
5.1.1 MATLAB中的矩陣應(yīng)用
5.1.2 線性代數(shù)方程的矩陣求解法
5.1.3 最大（?。┲?br /> 5.2 矩陣基本運(yùn)算
5.2.1 矩陣的加、減
5.2.2 矩陣乘法
5.2.3 矩陣除法
5.2.4 矩陣的冪
5.2.5 矩陣按位運(yùn)算
5.2.6 關(guān)系運(yùn)算
5.3 矩陣特征量
5.3.1 矩陣的行列式
5.3.2 矩陣的逆
5.3.3 矩陣的范數(shù)
5.3.4 矩陣的條件數(shù)
5.3.5 矩陣的秩
5.4 矩陣分解
5.4.1 特征分解
5.4.2 Schur分解
5.4.3 Cholesky分解
5.4.4 LU分解
5.4.5 QR分解
5.4.6 SVD分解
5.5 矩陣函數(shù)
5.5.1 矩陣函數(shù)的概念
5.5.2 常用矩陣函數(shù)
5.5.3 自定義矩陣函數(shù)
5.6 稀疏矩陣
5.6.1 稀疏矩陣與全矩陣
5.6.2 創(chuàng)建稀疏矩陣
5.6.3 稀疏矩陣的操作
5.6.4 稀疏矩陣的運(yùn)算
5.7 小結(jié)
第3篇 MATLAB數(shù)據(jù)分析
第6章 函數(shù)分析
6.1 MATLAB中函數(shù)的創(chuàng)建
6.2 函數(shù)的零點(diǎn)
6.3 函數(shù)微分
6.4 函數(shù)積分
6.4.1 單重?cái)?shù)值積分
6.4.2 多重?cái)?shù)值積分
6.5 函數(shù)最優(yōu)化
6.6 函數(shù)可視化
6.7 小結(jié)
第7章 數(shù)據(jù)分析
7.1 最大（?。┲?、中位數(shù)
7.2 排序
7.3 分位數(shù)
7.4 求和（積）、差分
7.4.1 求和
7.4.2 求積
7.4.3 求累計(jì)和、積和差分
7.5 均值和方差
7.6 數(shù)據(jù)預(yù)處理
7.6.1 處理缺失數(shù)據(jù)
7.6.2 處理奇異值
7.7 統(tǒng)計(jì)分析
7.7.1 關(guān)于數(shù)學(xué)符號(hào)的說(shuō)明
7.7.2 幾種重要的概率分布
7.7.3 生成隨機(jī)數(shù)
7.7.4 數(shù)據(jù)直方圖分析
7.7.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)函數(shù)
7.8 小結(jié) 第8章 高級(jí)數(shù)值計(jì)算
8.1 多項(xiàng)式
8.1.1 多項(xiàng)式表示
8.1.2 矩陣的特征多項(xiàng)式
8.1.3 求多項(xiàng)式的值
8.1.4 求多項(xiàng)式的根
8.1.5 多項(xiàng)式卷積和反卷積
8.1.6 多項(xiàng)式微積分
8.1.7 有理式的部分展開(kāi)
8.2 插值
8.2.1 一維插值
8.2.2 二維插值
8.2.3 高維插值
8.2.4 樣條插值
8.2.5 插值方法比較
8.3 回歸分析
8.3.1 線性回歸分析
8.3.2 多項(xiàng)式回歸分析
8.3.3 多分量回歸分析
8.4 曲線擬合
8.4.1 多項(xiàng)式擬合
8.4.2 指數(shù)函數(shù)擬合
8.4.3 交互式曲線擬合工具
8.5 傅里葉分析
8.5.1 快速傅里葉變換（FFT）、逆快速傅里葉變換（IFFT）
8.5.2 FFT的幅度和相位
8.5.3 傅里葉分析的應(yīng)用例子
8.6 常微分方程
8.6.1 一階常微分方程
8.6.2 ODE函數(shù)的選擇
8.6.3 高階常微分方程
8.7 小結(jié)
第9章 符號(hào)計(jì)算
9.1 符號(hào)類型與數(shù)值類型的區(qū)別
9.2 符號(hào)對(duì)象及其創(chuàng)建
9.2.1 創(chuàng)建符號(hào)變量
9.2.2 創(chuàng)建符號(hào)表達(dá)式
9.2.3 符號(hào)對(duì)象與數(shù)值的轉(zhuǎn)換
9.3 符號(hào)函數(shù)
9.3.1 創(chuàng)建符號(hào)函數(shù)
9.3.2 復(fù)合函數(shù)
9.3.3 反函數(shù)
9.3.4 特殊符號(hào)函數(shù)
9.4 符號(hào)表達(dá)式的復(fù)合和化簡(jiǎn)
9.4.1 顯示符號(hào)表達(dá)式
9.4.2 展開(kāi)、分解及化簡(jiǎn)符號(hào)表達(dá)式
9.4.3 符號(hào)表達(dá)式替換
9.5 符號(hào)矩陣
9.5.1 創(chuàng)建符號(hào)矩陣
9.5.2 符號(hào)矩陣的代數(shù)運(yùn)算
9.5.3 符號(hào)矩陣的邏輯運(yùn)算
9.5.4 符號(hào)矩陣的行列式
9.5.5 符號(hào)矩陣的逆
9.5.6 符號(hào)矩陣的秩
9.5.7 符號(hào)矩陣的特征分解
9.5.8 符號(hào)矩陣的SVD分解
9.6 符號(hào)微積分
9.6.1 極限
9.6.2 微分
9.6.3 積分
9.6.4 Taylor展開(kāi)
9.6.5 級(jí)數(shù)求和
9.7 符號(hào)方程求解
9.7.1 一般代數(shù)方程
9.7.2 線性代數(shù)方程組
9.7.3 符號(hào)常微分方程
9.8 小結(jié)
第4篇 MATLAB圖形
第10章 二維圖形
10.1 二維圖形的繪制
10.1.1 二維圖形繪圖步驟
10.1.2 繪制二維圖形
10.1.3 快速繪圖函數(shù)
10.1.4 繪制子圖
10.1.5 圖形疊繪
10.1.6 繪制雙Y軸圖形
10.1.7 交互式繪圖函數(shù)
10.2 編輯二維圖形
10.2.1 設(shè)置圖形線型、數(shù)據(jù)點(diǎn)型和顏色
10.2.2 設(shè)置坐標(biāo)軸區(qū)間
10.2.3 設(shè)置圖形網(wǎng)格和坐標(biāo)軸外框
10.2.4 注釋圖形
10.3 繪制和編輯特殊圖形
10.3.1 繪制和編輯條形圖
10.3.2 繪制和編輯區(qū)域圖
10.3.3 繪制和編輯餅狀圖
10.3.4 繪制和編輯柱狀圖
10.3.5 繪制和編輯離散數(shù)據(jù)點(diǎn)圖形
10.3.6 繪制和編輯羅盤圖
10.3.7 繪制和編輯羽毛圖
10.3.8 繪制和編輯輪廓圖
10.3.9 繪制和編輯箭頭圖
10.4 小結(jié)
第11章 三維圖形
11.1 繪制三維圖形
11.1.1 基本繪制函數(shù)——plot3函數(shù)
11.1.2 繪制三維網(wǎng)格——mesh函數(shù)
11.1.3 繪制三維曲面——surf函數(shù)
11.2 三維圖形編輯
11.2.1 色彩處理
11.2.2 光源設(shè)置
11.2.3 視角控制
11.3 高維可視化
11.4 小結(jié)
第12章 圖形對(duì)象和句柄
12.1 圖形對(duì)象
12.1.1 圖形對(duì)象的體系結(jié)構(gòu)
12.1.2 圖形對(duì)象的類型
12.1.3 MATLAB中對(duì)象的屬性
12.2 訪問(wèn)對(duì)象句柄
12.2.1 獲取當(dāng)前對(duì)象的句柄
12.2.2 調(diào)用findobj函數(shù)通過(guò)屬性值查詢對(duì)象
12.2.3 使用句柄操作對(duì)象
12.3 設(shè)置和訪問(wèn)MATLAB對(duì)象屬性
12.3.1 設(shè)置屬性值
12.3.2 查詢屬性值
12.3.3 默認(rèn)屬性
12.4 圖形窗口對(duì)象
12.4.1 設(shè)置圖形窗口的位置屬性
12.4.2 設(shè)置圖形窗口的色彩屬性
12.4.3 圖像窗口的繪制模式
12.4.4 定制圖形窗口的光標(biāo)
12.5 軸對(duì)象
12.5.1 設(shè)置軸對(duì)象的位置屬性
12.5.2 設(shè)置軸對(duì)象的刻度、刻度標(biāo)記及坐標(biāo)軸方向?qū)傩?br /> 12.5.3 軸對(duì)象的多軸重疊
12.5.4 軸對(duì)象的自動(dòng)模式屬性
12.6 控制圖形輸出
12.6.1 定制圖形輸出的窗口
12.6.2 定制圖形輸出的軸
12.6.3 利用newPlot屬性定制圖形輸出的重疊屬性
12.7 M文件內(nèi)對(duì)句柄的操作
12.8 小結(jié)
第5篇 MATLAB程序設(shè)計(jì)
第13章 MATLAB 2013a程序設(shè)計(jì)
13.1 M文件
13.1.1 M文件的結(jié)構(gòu)
13.1.2 M文件分類
13.1.3 腳本文件
13.1.4 函數(shù)文件
13.1.5 P碼文件
13.2 變量
13.2.1 命名變量
13.2.2 MATLAB特殊變量
13.2.3 MATLAB中的關(guān)鍵字
13.2.4 不同類型的變量
13.2.5 變量檢測(cè)函數(shù)
13.3 函數(shù)
13.3.1 匿名函數(shù)
13.3.2 主函數(shù)與子函數(shù)
13.3.3 嵌套函數(shù)
13.4 程序結(jié)構(gòu)及流控制語(yǔ)句
13.4.1 順序結(jié)構(gòu)
13.4.2 循環(huán)結(jié)構(gòu)——for語(yǔ)句
13.4.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)——while語(yǔ)句
13.4.4 分支結(jié)構(gòu)——if語(yǔ)句
13.4.5 分支結(jié)構(gòu)——switch語(yǔ)句
13.4.6 糾錯(cuò)結(jié)構(gòu)——try-catch語(yǔ)句
13.4.7 跳出循環(huán)——continue語(yǔ)句
13.4.8 結(jié)束循環(huán)——break語(yǔ)句
13.5 交互控制指令
13.5.1 輸入控制——input指令
13.5.2 鍵盤控制——keyboard指令
13.5.3 暫停執(zhí)行——pause指令
13.5.4 終止操作——return指令
13.5.5 錯(cuò)誤警告——warning指令
13.5.6 警告終止——error指令
13.5.7 指令查詢——echo指令
13.6 小結(jié)
第14章 程序調(diào)試、優(yōu)化和出錯(cuò)處理
14.1 程序調(diào)試
14.1.1 調(diào)試的基本任務(wù)
14.1.2 調(diào)試函數(shù)
14.1.3 MATLAB調(diào)試器
14.1.4 警告和錯(cuò)誤
14.2 性能優(yōu)化
14.2.1 性能分析
14.2.2 效率優(yōu)化技術(shù)
14.2.3 內(nèi)存優(yōu)化技術(shù)
14.3 出錯(cuò)處理
14.3.1 Try-catch錯(cuò)誤查詢
14.3.2 錯(cuò)誤處理
14.4 小結(jié)
第15章 圖形用戶界面（GUI）
15.1 GUI設(shè)計(jì)方式
15.1.1 GUI對(duì)象及層次結(jié)構(gòu)
15.1.2 回調(diào)函數(shù)
15.1.3 手工代碼式GUI程序
15.1.4 GUIDE式GUI程序
15.1.5 GUIDE界面環(huán)境
15.2 GUI界面設(shè)計(jì)
15.2.1 界面設(shè)計(jì)原則
15.2.2 窗口和軸
15.2.3 菜單
15.2.4 控件
15.3 GUI程序設(shè)計(jì)
15.3.1 GUI M文件結(jié)構(gòu)
15.3.2 GUIDE的數(shù)據(jù)組織
15.3.3 設(shè)計(jì)回調(diào)函數(shù)
15.4 GUI應(yīng)用實(shí)例
15.4.1 分析用戶需求
15.4.2 設(shè)計(jì)GUI界面
15.4.3 設(shè)計(jì)GUI程序
15.4.4 GUI程序發(fā)布
15.5 小結(jié)
第16章 MATLAB文件I/O操作
16.1 MATLAB可讀取文件格式
16.2 高級(jí)文件I/O程序
16.2.1 LOAD/SAVE函數(shù)
16.2.2 UIGETFILE/UIPUTFILE函數(shù)
16.2.3 UIIMPORT/IMPORTDATA函數(shù)
16.2.4 TEXTREAD/STRREAD函數(shù)
16.3 低級(jí)文件I/O程序
16.3.1 FOPEN函數(shù)
16.3.2 FCLOSE函數(shù)
16.3.3 FWRITE函數(shù)
16.3.4 FREAD函數(shù)
16.3.5 FSCANF函數(shù)
16.3.6 FPRINTF函數(shù)
16.4 小結(jié)
第17章 MATLAB 2013a編譯器
17.1 MATLAB編譯器簡(jiǎn)介
17.1.1 MATLAB Compiler 4
17.1.2 MATLAB Compiler 4的功能和局限性
17.1.3 腳本文件與函數(shù)文件的轉(zhuǎn)換
17.2 編譯器的安裝和設(shè)置
17.2.1 安裝編譯器
17.2.2 設(shè)置編譯器
17.2.3 安裝MCR
17.3 編譯器使用入門
17.3.1 mcc編譯指令
17.3.2 M文件編譯
17.3.3 編譯含繪圖指令的M文件
17.4 由M文件創(chuàng)建獨(dú)立可執(zhí)行的應(yīng)用程序
17.5 由M文件創(chuàng)建函數(shù)庫(kù)（DLL）
17.6 小結(jié)
第18章 應(yīng)用程序接口
18.1 mxArray數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
18.1.1 MATLAB和C/FORTRAN中的數(shù)組
18.1.2 mxArray
18.1.3 mx函數(shù)
18.2 C/FORTRAN MEX
18.2.1 MEX文件簡(jiǎn)介
18.2.2 配置MEX
18.2.3 C MEX
18.2.4 FORTRAN MEX
18.3 MATLAB引擎
18.3.1 MATLAB引擎簡(jiǎn)介
18.3.2 MATLAB引擎函數(shù)
18.3.3 MATLAB引擎應(yīng)用示例
18.4 C讀寫MAT文件
18.4.1 MAT文件
18.4.2 MAT函數(shù)
18.4.3 C讀寫MAT文件
18.5 小結(jié)
第19章 Notebook的運(yùn)用
19.1 Notebook安裝和啟動(dòng)
19.1.1 Notebook的安裝
19.1.2 Notebook的啟動(dòng)
19.1.3 Notebook的初始化
19.2 細(xì)胞
19.2.1 輸入細(xì)胞和輸出細(xì)胞
19.2.2 自初始化細(xì)胞
19.3 Notebook菜單
19.3.1 Define Calc Zone——定義“計(jì)算區(qū)”
19.3.2 Group Cells——定義“細(xì)胞群”
19.3.3 Toggle Graph Output for Cell——細(xì)胞圖形輸出撥動(dòng)控制開(kāi)關(guān)
19.3.4 Evaluate Loop——細(xì)胞的循環(huán)運(yùn)行
19.3.5 Notebook Options——輸出細(xì)胞格式控制
19.4 Notebook使用注意問(wèn)題
19.5 小結(jié)
第6篇 MATLAB常見(jiàn)工具箱
第20章 圖像處理工具箱
20.1 數(shù)字圖像基礎(chǔ)知識(shí)
20.1.1 數(shù)字圖像的生成
20.1.2 圖像的類型
20.1.3 讀寫圖像數(shù)據(jù)
20.1.4 顯示圖像數(shù)據(jù)
20.1.5 轉(zhuǎn)換圖像格式
20.2 圖像的灰度變換
20.2.1 圖像的直方圖
20.2.2 灰度變換
20.2.3 直方圖均衡
20.3 圖像的代數(shù)運(yùn)算
20.3.1 圖像加法
20.3.2 圖像乘法
20.3.3 圖像減法
20.3.4 圖像除法
20.4 圖像的幾何運(yùn)算
20.4.1 縮放圖像
20.4.2 旋轉(zhuǎn)圖像
20.4.3 裁剪圖像
20.5 線性濾波
20.5.1 卷積和相關(guān)
20.5.2 線性濾波
20.6 排序?yàn)V波
20.6.1 中值濾波
20.6.2 最大（?。┲禐V波
20.7 小結(jié)
第21章 信號(hào)處理工具箱
21.1 MATLAB中信號(hào)的描述
21.2 典型信號(hào)的生成
21.2.1 正弦波和余弦波
21.2.2 周期方波和鋸齒波
21.2.3 周期sinc函數(shù)
21.2.4 高斯調(diào)整正弦脈沖
21.2.5 掃頻信號(hào)
21.2.6 單位脈沖信號(hào)
21.2.7 單位序列
21.2.8 均勻分布的隨機(jī)序列
21.2.9 高斯分布的隨機(jī)序列
21.3 隨機(jī)信號(hào)處理和譜分析
21.3.1 隨機(jī)信號(hào)互相關(guān)函數(shù)估計(jì)
21.3.2 互協(xié)方差函數(shù)估計(jì)
21.3.3 譜分析函數(shù)psd
21.3.4 譜分析函數(shù)pwelch
21.4 模擬濾波器設(shè)計(jì)
21.4.1 濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù)
21.4.2 巴特沃思濾波器
21.4.3 切比雪夫Ｉ型濾波器
21.4.4 切比雪夫Ⅱ型濾波器
21.4.5 模擬濾波器的頻域變換
21.5 IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
21.5.1 巴特沃思數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)（butter函數(shù)）
21.5.2 切比雪夫I型數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)（cheby1函數(shù)）
21.5.3 切比雪夫II型數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)（cheby2函數(shù)）
21.5.4 橢圓數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)（ellip函數(shù)）
21.5.5 數(shù)字濾波器階數(shù)選擇
21.6 窗函數(shù)
21.6.1 矩形窗
21.6.2 海寧窗
21.6.3 漢明窗
21.6.4 布萊克曼窗
21.6.5 凱瑟窗
21.7 FIR數(shù)字濾波器的窗函數(shù)設(shè)計(jì)
21.7.1 窗函數(shù)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)步驟
21.7.2 基于窗函數(shù)法的FIR濾波器設(shè)計(jì)
21.7.3 基于頻率采樣法的FIR濾波器設(shè)計(jì)
21.8 模擬-數(shù)字濾波器變換
21.8.1 沖激響應(yīng)不變法
21.8.2 雙線性變換法
21.9 小結(jié)
第22章 小波分析工具箱
22.1 小波變換
22.1.1 基本原理
22.1.2 基小波函數(shù)
22.1.3 小波變換、反變換
22.2 小波分析應(yīng)用
22.3 交互式小波分析工具
22.4 小結(jié)