MATLAB面向对象编程——从入门到设计模式 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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徐潇，李远 著

图书标签:

• MATLAB
• 面向对象编程
• OOP
• 设计模式
• 软件工程
• 编程技巧
• 代码实现
• 实例分析
• MATLAB编程
• 高级编程

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512416093

版次：1

商品编码：11593491

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-12-01

用纸：胶版纸

页数：331

编辑推荐

适读人群 ：本书可作为高等院校本科生、研究生MATLAB课程的辅助读物，也可作为从事科学计算、程序设计的科研人员的参考书。
　　

新版第二版已上市，详情点击：

　　

内容简介

　　MATLAB面向对象编程——从入门到设计模式
　　分为三部分。
　　第一部分介绍MATLAB面向对象编程基础知识，包括什么是类，类之间的基本关系，以及MATLAB提供的面向对象编程语言的具体功能；
　　第二部分是面向对象编程的进阶篇，对概念进行归类，方便读者在编程中遇到问题时查询和检索；
　　第三部分把面向对象编程的方法应用到实际问题中，并且从实际问题中抽象出一般的解决方法，即设计模式。
　　本书可作为高等院校本科生、研究生MATLAB课程的辅助读物，也可作为从事科学计算、程序设计的科研人员的参考书。

作者简介

　　徐潇，软件工程师，物理博士，研究方向为电子结构计算、密度泛函算法开发；计算机硕士，研究方向为图像处理。在科研编程中经历了开发大型程序难以维护的困难，花了很多时间用于改进程序但总不尽如人意。从2009 年接触并开始使用MATLAB面向对象编程，发觉工程进度被迅速加快，于是萌生了写一本介绍MATLAB 面向对象编程的书的念头，希望把这个优秀的工具介绍给大家。

　　李远，研究员（Senior Research Scientist），物理博士，研究方向为光电子器件；硕士就读于北京交通大学，后在Wake Forest University 取得物理博士学位，曾在华盛顿大学做博士后。希望这本《MATLAB面向对象编程——从入门到设计模式》能够给工程科学领域的工作者带来更多方便，尤其是在一些需要长期使用而且不断更新的程序上。

前言/序言

　　MATLAB 中文论坛创始人math：该书的第一位受益者
　　（代序）
　　2009 年末，我应中国科学院南京土壤研究所（简称土壤所）的邀请，与他们的科研人员一起开发“土壤红外光谱信息系统”。这个系统非常复杂，它涉及中国海量土壤光谱数据的快速存储和读取，数据处理算法的开发、调试和验证，以及客户端多界面（GUI）的开发。其中, 数据存取使用的是MATLAB 数据库工具箱和MySQL 数据库；数据处理算法（包括数据的滤波处理、降维、数据的匹配、预测等）使用的是MATLAB 统计学工具箱、优化工具箱和神经网络工具箱；客户端的界面非常多，如数据库的可视化操作、算法参数的在线调试以及数据处理结果的展示等，所有的界面都是使用MATLB GUIDE 完成的。从把系统的要求整理出来，到系统第一个版本的完成，用了将近1 个月的时间。由于是密集型开发，所以在这段时间内我对整个系统的流程、架构非常熟悉，因此开发起来也不是特别困难。该系统在2010 年获得了中国软件的著作权（编号：2010R11L027920）。
　　2013 年，土壤所再次邀请我。他们想对这个系统进行升级，并做成网络版——只要用户能连接网络并且使用MATLAB，就能使用这个系统，使之不仅仅局限于在土壤所使用，更希望它能服务于所有的科研人员，同时给该系统增加多种算法。土壤所成立了专门的研究小组以开发和维护此系统。当我在思考如何指导该研究小组升级系统时，我面临一个比较棘手的问题：如果对原系统进行升级，需要改动的地方特别多。因为数据的读写、算法的运用以及界面展示这三者之间是高度耦合的，很多函数的实现都是在MATLAB GUIDE 的回调函数里完成的。对于一个复杂的系统来说，一个地方的小小改动，通常需要测试整个系统架构和算法的稳定性，而且这也不利于系统更新。那么，科研人员有了新的数据匹配的算法，如何通过改变最少的代码来实现新的算法，同时又能保证系统的完整性和可靠性呢？
　　有一天我跟徐潇一起吃午饭，跟他分享了我遇到的问题。徐潇告诉我，软件设计中，解决这个问题的标准方法是使用面向对象编程和MVC（Model-View-Controller，模型-视图-控制器）模式。虽然看起来这有点浪费以前的代码，但对于系统的长远稳定性和易维护性来说，这是大型系统的不二选择。而且他正在写一本关于MATLAB 面向对象编程的书。他说，如果我感兴趣，他可以单独用一章专门来写如何基于MATLAB 面向对象编程实现MVC。我说好，你写好我第一个使用。两个星期后，徐潇发给我一个PDF 文件，以非常通俗的例子诠释了如何实现MVC 的过程，就是大家现在所看到的该书第7 章：分离用户界面和模型。我在使用的过程中，充分地感受到了MATLAB 面向对象编程的强大。我大概花了10 小时的时间，就把2009 年的系统架构改成了MVC 的架构。2013 年8 月，我把新的架构展示给了土壤所负责系统开发和维护的研究小组。该研究小组成员对MATLAB 语言了解不是很多，但是这并没有阻碍他们开发系统，因为我们已经完全把算法的模型（Model）、界面视图（View）以及如何实现用户输入的获取（如键盘、鼠标事件）这三者完全分开，放在了不同的类（Class）中。研究小组在一个星期之内就掌握了系统的架构，并且能独立地对系统进行开发和维护。以上是我的亲身经历。

MATLAB面向对象编程：精进之路 在当今的科学计算和工程领域，MATLAB已成为不可或缺的强大工具。然而，随着项目规模的日益庞大和复杂度的不断提升，仅仅掌握MATLAB的基础语法和函数已不足以应对挑战。面向对象编程（Object-Oriented Programming, OOP）作为一种高效的软件设计范式，为我们提供了一种结构化、模块化、易于维护和扩展的编程思路。本书旨在引导读者深入理解MATLAB中的面向对象特性，并将其应用于解决实际问题，最终达到精通的境界。 为何需要面向对象编程？ 传统的程序设计往往以函数为中心，将数据和操作分离。当项目规模增大时，这种分离可能导致代码难以组织、变量作用域混乱、功能复用性差等问题。面向对象编程的核心理念是将数据（属性）和操作（方法）封装在“对象”中，通过对象之间的交互来完成任务。这种方式带来了诸多优势： 封装性（Encapsulation）： 将相关的数据和函数捆绑在一起，隐藏内部实现细节，只暴露必要的接口，提高了代码的健壮性和安全性。 继承性（Inheritance）： 允许创建新的类（子类），继承现有类（父类）的属性和方法，并在此基础上进行扩展或修改，大大提高了代码的复用性，避免了重复编码。 多态性（Polymorphism）： 允许不同类的对象对同一消息做出不同的响应，增加了程序的灵活性和可扩展性。 模块化（Modularity）： 将复杂的系统分解为一系列相互独立的、可管理的组件（对象），使得程序结构更清晰，易于理解和维护。 可维护性（Maintainability）： 当需要修改或添加功能时，只需关注相关的对象，而不会对其他部分产生意外影响。 可重用性（Reusability）： 设计良好的类可以被多次使用在不同的项目中，节省开发时间。 本书的内容概览 本书将带领读者循序渐进地探索MATLAB面向对象编程的精髓，从基础概念出发，逐步深入到高级应用和设计模式。 第一部分：MATLAB面向对象编程基础 本部分将为读者打下坚实的MATLAB OOP基础，理解其核心概念和语法。 第一章：MATLAB中的类与对象： 介绍类（Class）作为蓝图，对象（Object）作为类的实例的概念。 讲解如何定义一个简单的类，包括属性（Properties）和方法（Methods）的声明。 理解属性的访问控制（`public`, `private`, `protected`）。 学习如何创建类的实例（对象），以及如何通过点运算符访问对象的属性和调用对象的方法。 掌握构造函数（Constructor）的作用，以及如何初始化对象的属性。 第二章：属性的深入探索： 详细讲解不同类型的属性：`public`, `private`, `protected`。 探索`Constant`属性，用于定义不可变的值。 介绍`GetAccess`和`SetAccess`属性，用于精细控制属性的读写权限。 理解`Dependent`属性，其值依赖于其他属性的计算。 学习`SetObservable`和`GetObservable`属性，用于触发属性值改变时的事件。 讲解`Transient`属性，不参与对象的序列化。 通过丰富的示例，演示这些属性在实际编程中的应用场景。 第三章：方法详解与重载： 深入理解方法的定义和调用。 学习`Static`方法，独立于对象的实例存在，常用于工具函数。 讲解`Abstract`方法，在抽象类中定义，子类必须实现。 理解MATLAB中的方法重载（Method Overloading）机制，允许同名方法处理不同类型的输入参数。 探讨`Handle Class`与`Value Class`的区别，以及它们对对象行为的影响。 掌握`Handle Class`中对象的赋值行为（引用传递）。 通过实例展示如何通过方法重载提高代码的灵活性。 第四章：继承与组合： 深入理解继承的概念，以及如何声明一个子类继承父类。 学习如何重写（Override）父类的方法。 理解`super`关键字的使用，用于调用父类的方法。 探讨组合（Composition）模式，一个对象包含其他对象作为其属性，实现“has-a”关系。 通过实际案例，展示继承和组合在构建复杂系统中的作用。 第五章：MATLAB中的事件与监听器： 学习如何定义事件（Events）和监听器（Listeners）。 理解事件驱动编程模型，对象通过发布事件来通知其他对象。 掌握如何注册监听器，对特定事件做出响应。 通过实际应用，例如GUI编程中的按钮点击、数据更新等，展示事件与监听器的强大威力。 第二部分：面向对象设计模式在MATLAB中的应用 本部分将重点介绍几种经典的设计模式，并展示如何在MATLAB中灵活应用这些模式来解决常见的设计问题，提升代码质量和可维护性。 第六章：创建型设计模式： 单例模式（Singleton Pattern）： 确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在MATLAB中，常用于配置管理器、日志系统等。 工厂模式（Factory Pattern）： 定义一个创建对象的接口，但由子类决定实例化哪个类。用于在不知道具体实例化哪个类的情况下创建对象。 建造者模式（Builder Pattern）： 将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得相同的构建过程可以创建不同的表示。用于构建复杂的对象结构。 第七章：结构型设计模式： 适配器模式（Adapter Pattern）： 允许不兼容的接口在一起工作。将一个类的接口转换成另一个客户期望的接口。 装饰器模式（Decorator Pattern）： 动态地给一个对象添加一些额外的职责。在不改变其结构的情况下，为对象提供更多功能。 外观模式（Facade Pattern）： 为一组接口提供一个统一的接口。隐藏了子系统中复杂性的实现。 第八章：行为型设计模式： 观察者模式（Observer Pattern）： 定义了一对多的依赖关系，当一个对象（主题）的状态发生改变时，所有依赖于它的对象（观察者）都会得到通知并自动更新。本书前面章节已经讲解了MATLAB的原生事件机制，这里将深入探讨其背后的观察者模式思想。 策略模式（Strategy Pattern）： 定义一系列算法，将每一个算法封装起来，并使它们可以相互替换。让算法的变化独立于使用算法的客户。 模板方法模式（Template Method Pattern）： 在一个操作中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。子类可以在不改变一个算法的结构前提下，重新定义算法的某些特定步骤。 第三部分：高级主题与实践 在掌握了面向对象编程的基础和设计模式之后，本部分将进一步探讨一些高级主题，并结合实际项目进行实践。 第九章：MATLAB OOP的高级特性： 深入探讨MATLAB中类的元编程（Metaprogramming）能力。 理解`meta.class`对象的结构，以及如何通过反射（Reflection）来检查和操作类。 学习如何使用`addprop`和`addmethod`等函数动态地向类添加属性和方法。 探讨MATLAB中的泛型编程（Generic Programming）思想，以及如何通过类型提示（Type Hinting）和泛型类来增强代码的类型安全性和可读性。 第十章：面向对象的设计原则： SOLID原则： 单一职责原则（Single Responsibility Principle, SRP）： 一个类应该只有一个引起它变化的原因。 开放封闭原则（Open/Closed Principle, OCP）： 软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改封闭。 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle, LSP）： 子类型必须能够替换掉它们的基类型。 接口隔离原则（Interface Segregation Principle, ISP）： 客户端不应该被强制依赖它们不使用的接口。 依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle, DIP）： 高层模块不应该依赖于低层模块，两者都应该依赖于抽象；抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。 DRY原则（Don't Repeat Yourself）： 避免重复代码。 KISS原则（Keep It Simple, Stupid）： 保持简单。 YAGNI原则（You Ain't Gonna Need It）： 不要过度设计。 通过实际MATLAB代码示例，演示如何应用这些原则来编写更加健壮、可维护和可扩展的代码。 第十一章：MATLAB OOP在实际项目中的应用与最佳实践： 数据可视化与分析： 如何使用面向对象的方法来封装数据和绘图逻辑，创建可复用的图表类。 仿真建模： 如何使用面向对象来构建复杂的仿真系统，例如物理引擎、控制系统等。 GUI开发： 如何利用面向对象来组织GUI组件、事件处理逻辑，实现更清晰的代码结构。 单元测试与代码调试： 如何利用面向对象的设计来方便地编写单元测试，以及更有效地进行代码调试。 代码重构与优化： 学习如何识别代码中的坏味道，并应用面向对象的技术进行重构。 版本控制与团队协作： 讨论面向对象设计如何促进团队协作和代码的版本管理。 本书特色 深入浅出： 从基础概念出发，逐步深入，确保不同水平的读者都能从中获益。 MATLAB原生支持： 专注于MATLAB语言的面向对象特性，避免了与其他语言的混淆。 丰富的示例： 提供大量可运行的MATLAB代码示例，帮助读者更好地理解抽象概念。 实战导向： 强调设计模式和原则在实际项目中的应用，帮助读者提升解决实际问题的能力。 循序渐进的学习路径： 逻辑清晰的章节安排，帮助读者构建完整的知识体系。 适用读者 对MATLAB有一定基础，希望提升编程技能的工程师、科研人员和学生。 希望学习面向对象编程思想，并将其应用于MATLAB开发的读者。 有兴趣了解和应用设计模式来改进代码质量的MATLAB用户。 需要构建复杂、可维护、可扩展的MATLAB项目的开发者。 通过本书的学习，读者将能够更深入地理解MATLAB的面向对象编程能力，掌握设计模式的精髓，并将其灵活应用于实际项目中，从而编写出更优雅、更健壮、更高效的MATLAB代码。本书不仅仅是工具书，更是一条通往MATLAB高级编程境界的精进之路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格非常独特，用一种非常“亲切”的方式来讲解深奥的概念。作者似乎非常了解初学者的困惑和痛点，所以他的讲解总是循循善诱，从不生硬。他善于运用各种生动的比喻和生活中的例子，将那些原本枯燥抽象的编程术语变得易于理解。我尤其欣赏书中对“组合优于继承”这个原则的强调，作者通过对比两种不同的实现方式，清晰地展示了组合模式在某些情况下比继承更能带来灵活性和解耦性。他并没有强行灌输某种“最佳实践”，而是鼓励读者根据具体场景去权衡和选择。而且，书中还穿插了一些“实战技巧”和“注意事项”，比如如何命名类和属性，如何处理对象之间的交互，这些细节往往是其他书籍忽略的，但对于实际开发却至关重要。读这本书的时候，我感觉不像是在被动接受知识，更像是在和一个经验丰富的导师进行一次深入的交流，他不断地引导我思考，让我主动去理解和掌握。

评分☆☆☆☆☆

我最近在进行一个大型的仿真项目，项目复杂度很高，代码维护起来非常吃力。我一直在寻找一种能提升代码结构和可维护性的方法，偶然间发现了这本书。这本书的出现，简直就像是为我量身定制的“救星”。它不仅仅是讲解MATLAB的OOP语法，更是从工程化和设计的高度，指导我如何构建健壮、可扩展的软件系统。书中对“设计模式”的讲解，尤其是那些在大型项目中经常遇到的模式，比如状态模式、策略模式，作者都给出了非常详尽的解释和MATLAB的实现示例。我按照书中的建议，对我的项目进行了重构，将一些复杂的逻辑拆分成小的、职责单一的类，并利用接口和抽象类来规范模块间的交互。效果非常显著，代码的可读性和可测试性都得到了极大的提升，团队成员的开发效率也明显加快。这本书的价值，绝对体现在它能够帮助开发者写出更“聪明”、更“持久”的代码，尤其适合那些有长期维护需求的项目。

评分☆☆☆☆☆

这是一本真正“为MATLAB开发者量身定制”的面向对象编程指南。市面上很多关于OOP的书籍，大多是基于C++、Java等语言，虽然原理相通，但在实际应用中，总会遇到一些MATLAB特有的语法和习惯上的差异。这本书就完美地解决了这个问题。它不仅讲解了OOP的基本概念，更重要的是，它结合了MATLAB强大的矩阵运算、数据可视化以及 Simulink 集成等特性，展示了如何将面向对象的设计思想融入到这些MATLAB特有的应用场景中。例如，书中关于如何设计类来管理大型数据集、如何利用继承来构建自定义的仿真模型，以及如何通过对象来驱动复杂的GUI交互，都给我带来了极大的启发。我以前在做数据分析和可视化时，常常因为代码耦合度高而难以维护，读了这本书之后，我学会了如何用面向对象的方式来组织我的数据处理流程，将不同的功能模块封装到不同的类中，这让我的代码变得井井有条，而且修改和扩展起来也方便多了。这本书让我对MATLAB的理解又提升了一个层次。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，绝对超出了我最初的预期。我原本只是想了解一下MATLAB的OOP基础，但没想到它一下子就深入到了设计模式的层面，而且讲得非常透彻。书中对几种经典设计模式的讲解，比如工厂模式、单例模式、观察者模式等等，都不是简单的代码堆砌，而是结合MATLAB特有的语法和应用场景，进行了深入的剖析。作者并没有直接扔给你一堆代码，而是先详细阐述了每种模式要解决的核心问题，以及它背后的设计思想。然后，他会一步步地展示如何用MATLAB来实现，并分析不同实现方式的优缺点。我印象最深的是对“观察者模式”的讲解，书中通过一个GUI界面更新的例子，将一个原本复杂的需求变得清晰明了，让我第一次真切地感受到设计模式如何能极大地提升代码的可维护性和可扩展性。读完这部分，我感觉自己仿佛拥有了一套通用的“武功秘籍”，以后遇到类似的问题，不再是凭空猜测，而是能够有章可循，找到最优的解决方案。这本书的价值，远不止于掌握一项技术，更在于提升了我的软件设计思维。

评分☆☆☆☆☆

这绝对是我近期读到最令人惊喜的编程书籍之一！作为一名长期以来只接触过程式编程的MATLAB用户，我对面向对象这件事一直感觉云里雾里，总觉得它离我遥不可及，或者说，即便接触了，也仅仅停留在“能用”的层面，离“用好”还有十万八千里。但这本书却像一把金钥匙，轻而易举地为我打开了新世界的大门。从最基础的类、对象、属性、方法讲起，作者循序渐进，用大量生动形象的例子，将抽象的概念具象化。我尤其喜欢书中对“封装”的阐述，它不再是冷冰冰的定义，而是通过类比生活中的实际物品（比如遥控器），让我深刻理解了隐藏细节、对外提供统一接口的好处。接着，关于“继承”和“多态”，作者更是花了大量的篇幅，用不同场景的实际代码演示，让我不再为那些复杂的术语感到困惑，而是能真正体会到它们带来的代码复用性和灵活性。特别是关于继承层级的设计，书中给出了不少实用的建议，避免了“深层继承”带来的维护困难。我感觉自己终于摆脱了MATLAB代码“面条化”的困境，开始能够构建更清晰、更易于扩展的程序结构了。

评分☆☆☆☆☆

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论坛里推荐的，写的不错，收获很大。

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为什么必须要心得，买个书还要什么心得

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史上最便宜的一次买书，还想买。。。

评分☆☆☆☆☆

作者用心写的一本书。好评。

评分☆☆☆☆☆

给男朋友买的工具书，帮助很大。