MATLAB程序设计教程（第3版）/普通高等教育“十三五”规划教材（计算机专业群） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘卫国 编

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• 高等教育
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• 算法
• 数值计算
• 仿真
• 工程计算
• 数学软件
• 十三五规划教材

出版社： 中国水利水电出版社

ISBN：9787517053958

版次：3

商品编码：12173649

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十三五”规划教材（计算机专业群）

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：316

字数：502000

正文语种：中文

内容简介

　　《MATLAB程序设计教程（第3版）/普通高等教育“十三五”规划教材（计算机专业群）》是在第二版的基础上修订改写而成，全书基本保持第二版的体系结构，但更新了软件版本、充实了实例，使得全书内容更丰富、教学适应性更强。
　　《MATLAB程序设计教程（第3版）/普通高等教育“十三五”规划教材（计算机专业群）》按照由浅入深、循序渐进的原则进行编排，在讲清有关数学背景及算法思想的基础上，介绍了MATLAB的功能，并结合实例介绍MATLAB的应用。全书主要内容有MATLAB操作基础、MATLAB矩阵及其运算、MATLAB程序流程控制、MATLAB绘图、MATLAB数据分析与多项式计算、MATLAB解方程与优化问题求解、MATLAB数值积分与数值微分、MATLAB符号运算、MATLAB图形句柄、MATLAB图形用户界面设计、Simulink动态仿真集成环境以及MATLAB外部接口技术。
　　《MATLAB程序设计教程（第3版）/普通高等教育“十三五”规划教材（计算机专业群）》可作为高校NT科各专业大学生、研究生学习的教材，也可供广大科技工作者阅读使用。

内页插图

目录

前言

第1章 MATLAB操作基础
1．1 MATLAB概述
1．1．1 MATLAB的发展
1．1．2 MATLAB的主要功能
1．1．3 初识MATLAB
1．2 MATLAB系统环境
1．2．1 启动与退出MATLAB系统环境
1．2．2 MATLAB操作界面
1．2．3 MATLAB的搜索路径
1．3 MATLAB帮助系统
1．3．1 MATLAB帮助窗口
1．3．2 MATLAB帮助命令
1．3．3 MATLAB演示系统
实验指导
思考练习

第2章 MATLAB矩阵及其运算
2．1 MATLAB数据类型
2．2 变量和数据操作
2．2．1 变量与赋值
2．2．2 预定义变量
2．2．3 内存变量的管理
2．2．4 MAILAB常用数学函数
2．2．5 数据的输出格式
2．3 MATLAB矩阵
2．3．1 矩阵的建立
2．3．2 矩阵的拆分
2．3．3 特殊矩阵
2．4 MATLAB运算
2．4．1 算术运算
2．4．2 关系运算
2．4．3 逻辑运算
2．5 矩阵分析
2．5．1 对角阵与三角阵
2．5．2 矩阵的转置与旋转
2．5．3 矩阵的逆与伪逆
2．5．4 方阵的行列式
2．5．5 矩阵的秩与迹
2．5．6 向量和矩阵的范数
2．5．7 矩阵的条件数
2．5．8 矩阵的特征值与特征向量
2．6 矩阵的超越函数
2．7 字符串
2．7．1 字符串的表示
2．7．2 字符串的操作
2．8 结构数据和单元数据
2．8．1 结构数据
2．8．2 单元数据
2．9 稀疏矩阵
2．9．1 矩阵存储方式
2．9．2 稀疏存储方式的产生
2．9．3 稀疏矩阵应用举例
实验指导
思考练习

第3章 MATLAB程序流程控制
3．1 M文件
3．1．1 M文件的分类
3．1．2 M文件的建立与打开
3．2 程序控制结构
3．2．1 顺序结构
3．2．2 选择结构
3．2．3 循环结构
3．3 函数文件
3．3．1 函数文件的基本结构
3．3．2 函数调用
3．3．3 函数参数的可调性
3．3．4 全局变量与局部变量
3．4 特殊形式的函数
3．5 程序调试与优化
3．5．1 程序调试方法
3．5．2 程序性能分析与优化
3．6 程序举例
实验指导
思考练习
……

第4章 MATLAB绘图
第5章 MATLAB数据分析与多项式计算
第6章 MATLAB解方程与最优化问题求解
第7章 MATLAB数值积分与数值微分
第8章 MATLAB符号运算
第9章 MATLAB图形句柄
第10章 MATLAB图形用户界面设计
第11章 Simulink动态仿真集成环境
第12章 MATLAB外部接口技术

附录1 MATLAB常用命令与函数分类索引表
附录2 MATLAB常用的LaTeX字符

主要参考文献

前言/序言

　　20世纪80年代出现了科学计算语言，亦称科学计算软件，MATLAB语言就是其中之一。MATLAB有矩阵实验室（MATrixLaboratory）之意，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB起源于矩阵运算，但它将数值计算、符号计算、图形处理、系统仿真和程序流程控制等功能集成在统一的环境中，并具有与其他程序设计语言的应用接口以及许多面向特定应用领域的工具箱，在科学研究以及工程设计领域有着十分广泛的应用。
　　《MATLAB程序设计教程》第一版于2005年3月出版，第二版于2010年2月出版。该书出版的十多年，也是MATLAB在我国得到不断普及和应用的十多年。时至今日，MATLAB已经发展成为适合多学科、多平台，广泛应用于科学研究和工程应用领域的程序设计语言。从2006年起，MathWorks公司每年发布两次以年份命名的MATLAB版本，其中3月份左右发布a版，9月份左右发布b版，包括MATLABR2006a（7.2版）、MATLABR2006b（7.3版），MATLABR2012a（7.14版）。2012年9月，MathWorks公司推出了MATLABR2012b，即MATLAB8.0版，该版本从操作界面到系统功能都有重大改变和加强，随后推出了MATLABR2013a（8.1版）、MATLABR2013b（8.2版）、…、MATLABR2015b（8.6版）。2016年3月，MathWorks公司推出了MATLABR2016a（9.0版）、2016年9月推出了MATLABR2016b（9.1版）、2017年3月推出了MATLABR2017a（9.2版），这是本书交稿时的最高版本，以后还会不断推出新的版本。在功能上讲，从MATLABR2012b开始，MATLAB的操作界面和基本功能是一样的，所以不必过于在意版本的变化。本书以MATLABR2016a（9.0版）作为操作环境。
　　在MATLAB版本不断更新的同时，MATLAB的应用领域也得到不断拓展，在许多学术刊物上都可以看到MATLAB的应用案例。在高等院校，无论是在课程教学，还是在课程设计、毕业设计等培养环节中，应用MATLAB已十分普遍，MATLAB成为重要的解题工具，将MATLAB融入其他课程的教学以及教学环节成为改革传统教学的重要措施。许多高等院校将MATLAB语言列入培养方案，纳入计算机教育课程体系，开设了相应的课程。《MATLAB程序设计教程》-书出版后，被许多高校选做教材，受到同行及读者的欢迎，在此我们表示诚挚的谢意。为了适应新的技术发展要求，并总结教材前两版在教学过程中的体会与经验，更好地为教学服务，作者在本书第二版的基础上进行了合理的取舍，并作了许多修改、补充和完善，形成本书第三版。第三版基本上保持第二版的体系结构，但更新了软件版本、充实了实例，使得全书内容更丰富、教学适应性更强。
　　全书按照由浅入深、循序渐进的原则进行编排，在讲清有关数学背景及算法思想的基础上，介绍MATLAB的功能，并结合实例介绍MATLAB的应用。全书主要内容有MATLAB操作基础、MATLAB矩阵及其运算、MATLAB程序流程控制、MATLAB绘图、MATLAB数据分析与多项式计算、MATLAB解方程与最优化问题求解、MATLAB数值积分与数值微分、MATLAB符号运算、MATLAB图形句柄、MATLAB图形用户界面设计、Simulink动态仿真集成环境以及MATLAB外部接口技术。两个附录分别给出了MATLAB常用命令与函数分类索引表和MATLAB常用的LaTeX字符集，可供读者需要时查阅。

《MATLAB程序设计教程（第3版）/普通高等教育“十三五”规划教材（计算机专业群）》是一本面向计算机专业学生和初学者设计的 MATLAB 程序设计入门教材。本教程旨在帮助读者掌握 MATLAB 的基本编程概念、数据处理方法、图形绘制技术以及常用的科学计算函数，从而能够利用 MATLAB 解决实际工程和科学问题。 第一章 MATLAB 概述 本章首先介绍 MATLAB 的发展历史、主要特点及其在科学计算、工程仿真、数据分析等领域的广泛应用。随后，详细讲解 MATLAB 的安装与配置过程，包括不同操作系统的安装步骤以及工作环境的初步设置，如命令窗口、编辑器、工作区、当前文件夹等。接着，重点介绍 MATLAB 的基本语法，包括变量的声明与赋值、数据类型（如数值型、字符型、逻辑型等）、运算符（算术运算符、关系运算符、逻辑运算符）以及常用函数的使用。通过本章的学习，读者将对 MATLAB 有一个初步的认识，并能够开始编写简单的 MATLAB 命令。 第二章 MATLAB 基础编程 本章深入讲解 MATLAB 的基础编程元素。首先，详细介绍 MATLAB 的流程控制语句，包括顺序结构、选择结构（`if-else`、`switch-case`）和循环结构（`for`、`while`、`do-while`）。通过丰富的实例，演示如何利用这些结构来控制程序的执行流程，实现复杂的逻辑判断和重复性任务。其次，讲解 MATLAB 的函数定义与调用，包括 M 文件函数的创建、参数传递、返回值处理以及匿名函数的概念。理解和掌握函数是构建模块化、可重用代码的关键。最后，介绍 MATLAB 的脚本文件和函数文件，以及它们在程序开发中的作用和区别。 第三章 MATLAB 数据结构与处理 本章专注于 MATLAB 中的数据结构及其高效处理方法。首先，详细介绍 MATLAB 最基本也是最重要的数据结构——矩阵（Matrix）和数组（Array）。讲解矩阵的创建、索引、切片、运算（加、减、乘、除、转置、求逆等）以及各种矩阵函数（如 `zeros`、`ones`、`eye`、`rand`、`diag` 等）。接着，介绍 MATLAB 中其他重要的数据结构，如向量（Vector）、字符串（String）、结构体（Struct）和元胞数组（Cell Array）。深入讲解每种数据结构的特点、创建方式、访问方法以及在不同场景下的适用性。例如，字符串在文本处理中的应用，结构体在组织复杂数据时的优势，以及元胞数组在存储异构数据时的灵活性。本章还将涵盖数据导入与导出的常用方法，包括从文本文件（如 `.txt`、`.csv`）读取数据，以及将 MATLAB 数据保存到各种文件格式。 第四章 MATLAB 图形绘制 图形是数据可视化和结果展示的重要手段。本章将全面介绍 MATLAB 的二维和三维图形绘制功能。首先，讲解最常用的二维图形绘制函数，如 `plot`（绘制线图）、`scatter`（绘制散点图）、`bar`（绘制柱状图）、`hist`（绘制直方图）、`pie`（绘制饼图）等。详细讲解如何自定义图形的样式，包括线型、颜色、标记、坐标轴标签、标题、图例等。其次，介绍三维图形的绘制，包括 `plot3`（绘制三维线图）、`mesh`（绘制网格图）、`surf`（绘制曲面图）、`contour`（绘制等高线图）等。进一步讲解如何创建包含多个子图的图形窗口，以及如何进行图形的交互式编辑和导出为各种图像格式（如 `.jpg`、`.png`、`.eps`）。通过本章的学习，读者将能够清晰、直观地展示数据分析和模拟仿真的结果。 第五章 MATLAB 数值计算与函数 MATLAB 在数值计算方面拥有强大的功能。本章将重点介绍 MATLAB 中丰富的数值计算函数和工具箱。首先，讲解 MATLAB 在微积分、线性代数、优化、插值、统计等方面的常用数值算法和函数。例如，求解微分方程的函数（如 `ode45`）、进行矩阵分解和求解线性方程组的函数（如 `lu`、`qr`、``）、实现各种优化算法的函数（如 `fminunc`、`fmincon`）、进行数据插值的函数（如 `interp1`、`interp2`）以及常用的统计函数（如 `mean`、`std`、`corrcoef`）。其次，介绍 MATLAB 的多项式运算，包括多项式的表示、运算以及与根查找相关的函数。此外，本章还将触及信号处理、图像处理、小波分析等领域的常用函数和基本概念，为读者后续深入学习相关工具箱打下基础。 第六章 MATLAB 符号计算 除了强大的数值计算能力，MATLAB 还提供了符号计算工具箱，允许用户进行符号运算，而非数值近似。本章将介绍 MATLAB 符号计算的基本概念和常用功能。首先，讲解如何创建符号变量和符号表达式。然后，介绍符号代数运算，包括符号方程的求解、多项式的因式分解、符号表达式的简化等。接着，介绍符号微积分，包括符号函数的求导、积分以及极限的计算。此外，还将介绍符号矩阵运算、符号级数求和等。通过符号计算，用户可以获得精确的解析解，对于数学推导和理论分析具有重要意义。 第七章 MATLAB 文件 I/O 与数据管理 高效的文件输入输出（I/O）和数据管理是软件开发的重要环节。本章将详细介绍 MATLAB 中处理文件的各种方法。首先，复习和深入讲解从文本文件（如 `.txt`、`.csv`、`.dat`）读取和写入数据的方法，包括使用 `load`、`save`、`fprintf`、`fscanf`、`readtable`、`writetable` 等函数。其次，介绍 MATLAB 对二进制文件（如 `.mat` 文件）的支持，以及如何保存和加载 MATLAB 工作区变量。此外，本章还将讲解如何读取和写入 Excel 文件，以及如何利用 `fopen`、`fclose`、`fgetl`、`fgets` 等函数进行更底层的文本文件操作。对于结构化数据，将介绍如何使用 `readstruct` 和 `writestruct` 等函数。 第八章 MATLAB GUI 设计基础 图形用户界面（GUI）能够极大地提升用户体验和程序的可交互性。本章将介绍 MATLAB GUI 的设计基础。首先，介绍 MATLAB 的 GUIDE（GUI Development Environment）工具，它提供了一个可视化界面来设计 GUI 布局。讲解如何添加各种控件（如按钮、文本框、滑块、复选框等）到 GUI 界面，并设置它们的属性。其次，重点讲解如何为 GUI 控件编写回调函数，即在用户与控件交互时执行的 MATLAB 代码。通过编写回调函数，可以实现各种功能，如数据处理、结果显示、参数设置等。最后，将通过一个简单的实例，演示如何设计并实现一个具有基本功能的 GUI 应用程序。 第九章 MATLAB 常用工具箱介绍 MATLAB 拥有众多功能强大的专业工具箱，极大地扩展了其应用范围。本章将对 MATLAB 中一些常用的专业工具箱进行概览性介绍，为读者后续深入学习提供方向。其中包括： 信号处理工具箱 (Signal Processing Toolbox)： 介绍用于信号分析、滤波、变换、谱估计等信号处理任务的函数和工具。 图像处理工具箱 (Image Processing Toolbox)： 讲解用于图像的读取、显示、增强、分割、特征提取、形态学处理等的函数和算法。 控制系统工具箱 (Control System Toolbox)： 介绍用于系统建模、分析、设计和仿真的工具，例如传递函数、状态空间模型的表示和操作。 优化工具箱 (Optimization Toolbox)： 讲解求解各种优化问题的函数，包括无约束优化、有约束优化、非线性规划等。 统计和机器学习工具箱 (Statistics and Machine Learning Toolbox)： 介绍用于描述性统计、推断性统计、分类、回归、聚类等机器学习算法的函数。 AppDesigner： 介绍 MATLAB R2016a 及之后版本推出的 App Designer，一种更现代化的 GUI 设计环境。 本章旨在让读者了解 MATLAB 工具箱的丰富性，并能够根据自己的专业需求选择和学习相应的工具箱。 第十章 MATLAB 编程实践与项目开发 本章将前面所学的知识融会贯通，通过实际的编程实践和项目开发，巩固和提升读者的 MATLAB 编程能力。首先，提供一些典型应用场景的编程示例，例如数据可视化项目、简单的数据分析项目、基本的仿真模型构建等。这些示例将涵盖从需求分析、算法设计到代码实现和结果验证的全过程。其次，将引导读者进行小型项目开发，例如一个简单的工程计算器、一个数据绘图工具、一个基本的信号滤波器等。通过实际的项目开发，读者可以体验完整的软件开发流程，并学习如何组织代码、管理项目、调试程序以及进行代码优化。最后，本章还将讨论一些 MATLAB 编程的最佳实践，如代码风格、注释规范、性能调优以及如何利用 MATLAB 的文档和帮助系统进行学习。 附录 附录部分将包含一些补充内容，例如： MATLAB 常用命令速查表： 汇总 MATLAB 中常用命令及其简要说明，方便读者快速查阅。 MATLAB 运算符优先级： 清晰列出 MATLAB 中各种运算符的优先级，帮助读者理解复杂的表达式计算顺序。 MATLAB 数据类型对照表： 总结 MATLAB 中各种数据类型及其特点，便于读者选择合适的数据类型。 安装指南与常见问题解答： 提供更详细的安装指导，并解答一些读者在使用过程中可能遇到的常见问题。 通过本书的学习，读者将能够熟练掌握 MATLAB 的基本语法和核心功能，能够独立完成常见的数据处理、科学计算、图形绘制和简单程序设计任务，为后续更深入的专业学习和实际工程应用打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

选择一本合适的编程教程，对于任何一位初学者来说都是一个挑战。这本书的装帧和排版给我的初步印象是比较专业和严谨的。我喜欢阅读起来不会感到过于枯燥的书籍，希望这本书在讲解抽象概念的同时，也能通过清晰的图表和生动的例子来辅助理解。另外，我非常看重教材的更新迭代，技术发展日新月异，一本好的教材需要能够反映最新的技术动态。如果这本书的编者能够在内容上做到这一点，那么它将具有很高的时效性和参考价值。我希望这本书能够成为我学习MATLAB的“敲门砖”，让我能够自信地迈入这个强大的编程世界，并为我后续更深入的学习和探索提供清晰的方向和坚实的支持。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，简约而不失专业感。拿到手里，纸张的质感也相当不错，摸起来很舒服，印刷也清晰，这点对于一本技术类的书籍来说非常重要，毕竟阅读体验直接影响学习效率。我尤其喜欢封面上的配色，沉稳又不失活力，给我的第一印象就是这本书内容扎实，值得信赖。包装也很细致，没有任何磕碰的痕迹，可见出版社在细节方面下了不少功夫。我目前正准备开始学习MATLAB，市面上相关书籍琳琅满目，选择一本好的教材是关键。这本书的标题和定位（普通高等教育“十三五”规划教材）让我觉得它应该会比较系统和权威，比较符合我这个初学者的需求。希望它能为我打下坚实的MATLAB编程基础，让我能够顺利地进行后续的课程学习和项目实践。

评分☆☆☆☆☆

我一直对MATLAB这个软件在科学计算和工程领域的作用深感兴趣，但苦于没有系统性的入门指导。看到这本书的标题，我眼前一亮，觉得这正是我一直在寻找的。我希望这本书能够从最基础的概念讲起，一步步引导我掌握MATLAB的编程语法、函数应用以及常用的工具箱。同时，我也期待书中能够包含一些实际的案例分析和练习题，这样我才能更好地检验自己的学习成果，并将所学知识融会贯通。一本好的教程，不仅要教会“是什么”，更要教会“怎么做”，并能激发读者的学习兴趣。如果这本书能做到这一点，那它将是无价之宝。我希望通过这本书，能够逐步提升自己的编程技能，为我未来在科研或工程项目中的应用打下坚实的基础，打开新的可能性。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在读的计算机专业学生，我接触过不少教材，其中很多都存在内容陈旧、理论脱离实际的问题。而这本书，从它的命名和定位来看，似乎更加注重与时俱进，紧跟当前计算机专业的发展趋势。我对“十三五”规划教材的标签抱有很大的期望，这类教材通常经过严格的审定，内容质量和适用性都得到了保证。我特别关注教材能否有效地衔接理论知识与实际应用，是否能够帮助我掌握核心概念，并将其运用到解决实际问题中。如果这本书能够做到这一点，那么它将不仅仅是一本学习资料，更会成为我学术道路上的得力助手。希望它能在我的专业学习中扮演一个关键角色，帮助我构建起扎实的理论基础，培养解决工程问题的能力，为我未来的职业发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很简洁大气，给人一种专业、可靠的感觉。我是一名对MATLAB编程充满好奇的学生，一直想找一本既能系统讲解知识点，又能帮助我实际操作的书籍。从书名和“十三五”规划教材的标识来看，我对其内容的权威性和系统性抱有较高的期望。我希望这本书能够详细介绍MATLAB的基础语法，常用函数，以及如何利用它进行数据分析、可视化和算法开发。尤其希望能有丰富的实例和练习题，让我能够边学边练，巩固所学知识。如果这本书能够做到深入浅出，并且能引领我掌握一些高级的应用技巧，那将是我学习MATLAB道路上的一个重要里程碑。我希望这本书能够帮助我快速上手，并为我未来在学术研究和工程实践中应用MATLAB打下坚实的基础。