MATLAB是适合多学科、多种工作平台的功能强大、界面友好且开放性很强的大型数学应用软件。本书以MATLAB R2014a软件为基础，全面阐述MATLAB的主要功能，通过大量实例向读者展示如何编写高效的MATLAB代码。 全书共33章，其中第1～9章讲解MATLAB基本知识，包括MATLAB入门、数组运算、关系运算、逻辑运算以及数据类型等内容；第10～20章讲解MATLAB编程技能，包括MATLAB的编程语法、编译器、代码调式、操作代码函数、可视化控制、符号数学编程、时间函数及输入输出函数等功能；第21～28章介绍MATLAB强大的数学计算和数据分析功能，包括矩阵计算、数理统计、多项式、微积分、微分方程、插值计算、信号处理中的数学方法以及线性系统与最优化等；第29～33章介绍MATLAB的高级功能，主要包括图像影音、句柄图形、图形用户界面、MATLAB编程接口及Simulink仿真等内容。 本书结构体系完整，讲解深入浅出，操作实例丰富。

前 言 MATLAB是MathWorks公司早前主要针对数学这门古老的学科开发的，现在已经应用于各种行业和部门，主要包括算法开发、数据采集、数学建模、数学计算、系统仿真、数据分析、科学和工程绘图、应用软件开发等。 MATLAB作为一门编程语言和可视化工具，提供了丰富的方法和技术平台来解决工程、科学、计算和数学等学科中的问题。在本书全面的讲解下，无论是否使用过MATLAB软件，都可以轻松解决看似复杂的数学问题。 MATLAB作为软件工具，版本在不断升级，本书集中讨论MATLAB R2014a版。本书中的大部分实例同样可以在MATLAB较早期版本使用。 1．本书特点 循序渐进、通俗易懂：本书完全按照初学者的学习规律和习惯，由浅入深，由易到难地安排每个章节的内容，可以让初学者在实战中掌握MATLAB的所有基础知识及其应用。 案例丰富、技术全面：本书的每一章都是MATLAB的一个专题，每个实例都包含了相应的知识点。读者按照本书进行学习，可以举一反三，达到入门并精通的目的。 实例丰富、轻松易懂：本书讲解过程辅以丰富的实例，通过实例的精心讲解，并进行相关点拨，使读者领悟并轻松掌握每个功能命令的操作关键，并提高学习效率。 2．本书内容 作者根据多年的工作经验，从全面、系统、实用的角度出发，以基础知识与大量实例相结合的方式，详细介绍了MATLAB的各种操作、技巧、常用命令及其应用，本书在结构上具体安排如下。 （1）第1～9章，主要介绍MATLAB的基本知识，包括MATLAB入门，数组运算、关系运算、逻辑运算及数据类型等内容，章节安排如下。 第1章 MATLAB入门 第2章 MATLAB界面 第3章 MATLAB基本功能 第4章 关系和逻辑运算 第5章 数组运算 第6章 高维数组 第7章 字符串 第8章 结构体 第9章 单元数组 （2）第10～20章，主要介绍MATLAB的编程部分，包括MATLAB的编程语法、编译器、代码调试、操作代码函数、可视化控制、符号数学编程、时间函数及输入输出函数等功能，章节安排如下。 第10章 编程语句 第11章 M脚本文件 第12章 M函数文件 第13章 M文件的调试 第14章 二维图形 第15章 三维图形 第16章 图形细节处理 第17章 符号数学 第18章 特殊操作函数 第19章 时间函数 第20章 输入输出函数 （3）第21～28章，主要介绍MATLAB的数学计算和数据分析功能，包括矩阵计算、数理统计、多项式、微积分、微分方程、插值计算、信号处理中的数学方法及线性系统与最优化等，章节安排如下。 第21章 矩阵计算 第22章 数理统计 第23章 多项式 第24章 微积分 第25章 微分方程 第26章 插值计算 第27章 信号处理中的数学方法 第28章 线性系统与最优化 （4）第29～33章，主要介绍MATLAB的高级应用，包括图像影音、句柄图形、图形用户界面、MATLAB编程接口以及Simulink仿真等内容，章节安排如下。 第29章 图像影音 第30章 句柄图形 第31章 图形用户界面 第32章 MATLAB 编程接口 第33章 Simulink应用 本书并没有集中讨论各类工具箱（Toolbox）、模块集（Blockset）以及其他一些需要通过额外付费才能得到的库（Library），但在适当的地方引用了其中的部分内容并适时地介绍了相关工具箱中基本函数的使用，还列举了大量的实例。 提示：本书中涉及的所有程序代码可以到作者的博客http://blog.sina.com.cn/caxbook下载。 3．读者对象 本书适合MATLAB的初中级读者，尤其适合理工科院校相关专业的学生学习使用，同时也适合从事科研工作的技术人员使用，具体包括如下。 相关从业人员。 初学MATLAB的技术人员。 理工科院校的教师和在校生。 相关培训机构的教师和学员。 广大科研工作人员。 MATLAB爱好者。 4．本书作者 本书主要由魏鑫编写，另外，参与编写的人员还有：张明明、吴光中、石良臣、刘冰、林晓阳、唐家鹏、丁金滨、王菁、吴永福、张小勇、李昕、刘成柱、乔建军、张迪妮、张岩、温光英、温正、郭海霞、王芳。虽然作者在编写过程中力求叙述准确、完善，但由于水平有限，书中欠妥之处，请读者及各位同行批评指正，在此表示诚挚的谢意。 5．读者服务 为方便解决本书的疑难问题，读者在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，可以发邮件到caxbook@126.com，或访问作者博客http://blog.sina.com.cn/caxbook进行留言，编者会尽快给予解答，我们将竭诚为读者服务。 编 者

目 录 第1章 MATLAB入门 1 1.1 MATLAB 概述 2 1.2 MATLAB工作环境 4 1.3 MATLAB帮助 6 1.4 MATLAB操作实例 9 1.5 本章小节 11 第2章 MATLAB界面 12 2.1 MATLAB搜索路径 13 2.2 MATLAB工作区 14 2.3 格式显示 16 2.4 本章小节 17 第3章 MATLAB基本功能 18 3.1 命令行窗口 19 3.2 数据类型 23 3.3 初等函数运算 31 3.4 本章小节 34 第4章 关系和逻辑运算 35 4.1 关系运算符 36 4.2 逻辑运算符 37 4.3 运算符优先级 39 4.4 关系和逻辑函数 40 4.5 本章小节 41 第5章 数组运算 42 5.1 简单数组 43 5.2 数组寻址 46 5.3 数组排序 50 5.4 数组检测 52 5.5 数组结构 54 5.6 数组元素运算 56 5.7 数组运算 60 5.8 数组构作实例 66 5.9 本章小节 71 第6章 高维数组 72 6.1 高维数组的创建 73 6.2 高维数组的处理 75 6.3 高维数组常用函数 77 6.4 高维数组构作实例 78 6.5 本章小节 82 第7章 字符串 83 7.1 字符串的构造 84 7.2 字符串的比较 86 7.3 字符串查找和替换函数 88 7.4 字符串与数值的转换 90 7.5 字符串函数 93 7.6 利用正则表达式进行搜索 95 7.7 本章小节 99 第8章 结构体 100 8.1 结构体的构造 101 8.2 访问结构体的数据 102 8.3 本章小节 103 第9章 单元数组 104 9.1 单元数组的构造 105 9.2 单元数组的处理 107 9.3 单元内容的获取 109 9.4 单元数组构作实例 110 9.5 本章小节 113 第10章 编程语句 114 10.1 选择结构 115 10.2 循环结构 123 10.3 continue和break 语句 127 10.4 编程实例 128 10.5 本章小节 137 第11章 M脚本文件 138 11.1 M脚本文件概述 139 11.2 MATLAB 中的变量类型 142 11.3 启动与终止 143 11.4 本章小节 145 第12章 M函数文件 146 12.1 M函数 147 12.2 函数工作区 152 12.3 函数文件的使用 153 12.4 本章小节 155 第13章 M文件的调试 156 13.1 调试方法 157 13.2 检查语法 158 13.3 本章小节 159 第14章 二维图形 160 14.1 plot 函数 161 14.2 坐标控制和图形标识 165 14.3 多次叠绘、双纵坐标和多子图 171 14.4 其他二维绘图命令 174 14.5 特殊二维图形 178 14.6 二维图形绘制实例 183 14.7 本章小节 186 第15章 三维图形 187 15.1 三维绘图函数 188 15.2 特殊图形的操作 194 15.3 立体可视化 198 15.4 视角控制 201 15.5 三维图形绘制实例 208 15.6 本章小节 211 第16章 图形细节处理 212 16.1 图形色彩控制 213 16.2 其他图形颜色控制命令 216 16.3 光照控制 219 16.4 图形处理实例 224 16.5 本章小节 227 第17章 符号数学 228 17.1 符号对象的创建和使用 229 17.2 符号表达式的操作 231 17.3 符号微积分的计算 235 17.4 符号计算 241 17.5 本章小节 247 第18章 特殊操作函数 248 18.1 对位操作函数 249 18.2 进制相互转换函数 250 18.3 集合函数 251 18.4 本章小节 254 第19章 时间函数 255 19.1 日期和时间 256 19.2 时钟函数 261 19.3 时间标签 261 19.4 本章小节 262 第20章 输入输出函数 263 20.1 文件的读写 264 20.2 MATLAB数据文件 269 20.3 本章小节 271 第21章 矩阵计算 272 21.1 线性方程组 273 21.2 矩阵函数 275 21.3 非线性矩阵运算 281 21.4 本章小节 284 第22章 数理统计 285 22.1 概率分布函数 286 22.2 统计描述 290 22.3 参数估计和假设检验 294 22.4 本章小节 297 第23章 多项式 298 23.1 多项式的运算 299 23.2 多项式的根 301 23.3 多项式部分分式展开 302 23.4 多项式的导数和微分 303 23.5 多项式曲线拟合 303 23.6 本章小节 306 第24章 微积分 307 24.1 微分 308 24.2 积分 310 24.3 本章小节 312 第25章 微分方程 313 25.1 常微分方程组的边界问题 314 25.2 解常微分方程初值问题 316 25.3 延迟微分方程组数值解 320 25.4 设置选项 322 25.5 偏微分方程 324 25.6 本章小节 326 第26章 插值计算 327 26.1 一维插值 328 26.2 二维插值 330 26.3 特殊插值 334 26.4 本章小节 337 第27章 信号处理中的数学方法 338 27.1 离散信号 339 27.2 Z变换 340 27.3 离散傅里叶变换 341 27.4 本章小节 346 第28章 线性系统与最优化 347 28.1 最优化 348 28.2 线性系统的描述 351 28.3 线性系统模型之间的转换 353 28.4 线性系统的时域分析 359 28.5 线性系统的频域分析 366 28.6 线性系统的状态空间设计 371 28.7 本章小节 373 第29章 图像影音 374 29.1 图像 375 29.2 影音 378 29.3 图像处理 381 29.4 本章小节 383 第30章 句柄图形 384 30.1 句柄 385 30.2 位置和单位 389 30.3 默认属性和通用属性 392 30.4 使用句柄 397 30.5 本章小结 402 第31章 图形用户界面 403 31.1 图形用户界面入门 404 31.2 GUI设计 413 31.3 回调函数 415 31.4 GUI设计总结 417 31.5 本章小节 420 第32章 MATLAB 编程接口 421 32.1 编译器 422 32.2 从C程序中调用MATLAB 424 32.3 与MAT文件交换数据 427 32.4 在MATLAB中调用C程序 432 32.5 共享库 434 32.6 串口通信 435 32.7 本章小结 437 第33章 Simulink应用 438 33.1 基本介绍 439 33.2 模块操作 449 33.3 Simulink系统仿真 454 33.4 Stateflow建模与应用 466 33.5 Simulink工具箱应用 474 33.6 本章小结 485