《薛定宇教授大講堂》是2019年清華大學出版社出版的圖書，作者是薛定宇。
基本介紹
- 中文名：薛定宇教授大講堂
- 作者：薛定宇
- 出版社：清華大學出版社
- ISBN：9787302518686
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
MATLAB語言是進行科學計算的利器。本書系統地論述了 MATLAB的功能及使用 MATLAB語言編程的方法。本書內容包括 MATLAB語言的常用數據結構和語句結構、矩陣的代數運算、c越函式的計算方法與數據處理的方法、 MATLAB語言的流程控制結構與套用、 MATLAB函式編寫與調試，以及 MATLAB的科學可視化方法。此外，本書還介紹了 MATLAB語言的接口設計、面向對象的程式設計方法與圖形用戶界面設計方法等。
本書可作為一般讀者學習和掌握 MATLAB語言的工具書，也可作為高等學校理工科各類專業本科生與研究生學習計算機數學語言（MATLAB）的教材。
圖書目錄
目 錄
CONTENTS
第 1章計算機數學語言概述 1
1.1數學問題計算機求解概述 1
1.1.1為什麼要學習計算機數學語言· 1
1.1.2數學問題的解析解與數值解· 4
1.1.3數學運算問題軟體包發展概述· 5
1.1.4常規計算機語言的局限性 7
1.2計算機數學語言簡介 8
1.2.1計算機數學語言的出現 8
1.2.2有代表性的計算機數學語言· 9
1.3科學運算問題的三步求解方法 10本章習題 12第 2章 MATLAB語言程式設計基礎 13
2.1 MATLAB命令視窗與基本命令 14
2.1.1變數名命名規則 14
2.1.2保留的常數 · 15
2.1.3顯示格式的設定 16
2.1.4底層作業系統命令 16
2.1.5 MATLAB的工作環境設定 17
2.1.6 MATLAB的工作空間與管理 18
2.1.7 MATLAB的其他輔助工具 18
2.2常用數據結構 · 19
2.2.1數值型數據 · 19
2.2.2符號型數據 · 20
2.2.3任意符號型矩陣的生成 22
2.2.4符號型函式 · 22
2.2.5整型變數與邏輯變數 22
2.2.6數據結構類型的識別 23
·iv·薛定宇教授大講堂（卷 I）：MATLAB程式設計
2.2.7矩陣的維數與長度 23
2.3字元串數據結構 · 24
2.3.1一般字元串的表示 24
2.3.2字元串的處理方法 24
2.3.3字元串的轉換與讀寫方法 26
2.3.4字元串命令的執行 27
2.3.5 MuPAD接口函式的編寫 · 27
2.4其他常用數據結構 28
2.4.1多維數組 · 28
2.4.2單元數組 · 29
2.4.3表格數據 · 30
2.4.4結構體 · 32
2.4.5其他數據結構 33
2.5 MATLAB的基本語句結構 · 33
2.5.1直接賦值語句 33
2.5.2函式調用語句 34
2.5.3多樣的函式調用機制 34
2.5.4冒號表達式 · 34
2.5.5子矩陣的提取 35
2.5.6等間距行向量的生成 36
2.6數據檔案的讀取與存儲 36
2.6.1數據檔案的讀取與存儲命令· 36
2.6.2檔案讀寫的底層方法 37
2.6.3 Excel檔案的讀取與存儲 · 38本章習題 39
第 3章基本數學運算 · 42
3.1矩陣的代數運算 · 42
3.1.1矩陣的轉置、翻轉與旋轉 · 42
3.1.2矩陣的加減乘除運算 44
3.1.3複數矩陣及其變換 45
3.1.4矩陣的乘方與開方 45
3.1.5矩陣的點運算 47
3.2矩陣的邏輯運算與比較運算 47
3.2.1矩陣的邏輯運算 47
3.2.2矩陣的比較運算 48 3.2.3矩陣元素的查詢命令 48
3.2.4屬性判定語句 49
3.3超越函式的計算 · 49
3.3.1指數與對數函式的計算 50
3.3.2三角函式的計算 50
3.3.3反三角函式的計算 52
3.3.4矩陣的超越函式 52
3.4符號表達式的化簡與變換 54
3.4.1多項式的運算 54
3.4.2三角函式的變換與化簡 55
3.4.3符號表達式的化簡 55
3.4.4符號表達式的變數替換 56
3.4.5符號運算結果的轉換 56
3.5基本數據運算 · 57
3.5.1數據的取整與有理化運算 57
3.5.2向量的排序、最大值與最小值 58
3.5.3數據的均值、方差與標準差 · 59
3.5.4質因數與質因式 60
3.5.5排列與組合 · 61本章習題 62
第 4章 MATLAB語言的流程結構 64
4.1循環結構 · 64
4.1.1 for循環結構 · 64
4.1.2 while循環結構 · 66
4.1.3疊代方法的循環實現 67
4.1.4循環結構的輔助語句 69
4.1.5向量化編程實現 69
4.2條件轉移結構 · 71
4.2.1簡單的條件轉移結構 71
4.2.2條件轉移結構的一般形式 72
4.2.3分段函式的向量化表示 74
4.3開關結構 · 75
4.4試探結構 · 77本章習題 78
·vi·薛定宇教授大講堂（卷 I）：MATLAB程式設計
第 5章函式編寫與調試 80
5.1 MATLAB的腳本程式 · 80
5.2 MATLAB語言函式的基本結構 81
5.2.1函式的基本結構 81
5.2.2函式名的命令規則 83
5.2.3函式編寫舉例 83
5.3函式編寫的技巧 · 86
5.3.1遞歸調用 · 86
5.3.2可變輸入輸出個數的處理 87
5.3.3輸入變元的容錯處理 89
5.3.4全局變數 · 89
5.3.5存取 MATLAB工作空間中的變數 90
5.3.6匿名函式與 inline函式 · 91
5.3.7子函式與私有函式 93
5.4 MATLAB程式的調試 · 93
5.4.1 MATLAB程式的跟蹤調試 93
5.4.2偽代碼與代碼保密處理 96
5.5 MATLAB實時編輯器 · 96
5.5.1實時文檔編輯界面 97
5.5.2建立一個簡單的文檔 97
5.5.3嵌入代碼的運行 98
5.5.4在實時編輯器中嵌入其他對象· 99
5.5.5實時編輯文檔的輸出 101本章習題 101
第 6章二維圖形繪製 · 105
6.1二維曲線的繪製 · 105
6.1.1二元數據的曲線繪製 105
6.1.2數學函式的曲線繪製 108
6.1.3分段函式的曲線繪製 108
6.1.4二維圖形的標題處理 109
6.1.5多縱軸曲線的繪製 111
6.2圖形修飾 · 112
6.2.1利用界面工具的修飾 113
6.2.2 LATEX支持的修飾命令 · 115
6.2.3數學公式疊印與宏包設計 116 6.3其他二維圖形繪製語句 117
6.3.1極坐標曲線的繪製 117
6.3.2離散信號的圖形表示 118
6.3.3直方圖與餅圖 120
6.3.4填充圖 · 122
6.3.5對數坐標圖 · 123
6.3.6誤差限圖 · 124
6.3.7動態軌跡顯示 124
6.3.8二維動畫的顯示 124
6.4圖形視窗的分割 · 125
6.4.1規範分割 · 125
6.4.2任意分割 · 126
6.5隱函式繪製及套用 128
6.6圖像的顯示與簡單處理 130
6.6.1圖像的輸入 · 130
6.6.2圖像的編輯與顯示 131
6.6.3顏色空間轉換 132
6.6.4邊緣檢測 · 132
6.6.5直方圖均衡化 133
6.7 MATLAB圖形的輸出方法 · 134
6.7.1圖形輸出選單與套用 134
6.7.2圖形輸出命令 135本章習題 136
第 7章三維圖形表示 · 138
7.1三維曲線繪製 · 138
7.1.1三維曲線繪製命令 138
7.1.2已知數學函式的三維曲線繪製· 139
7.1.3三維填充圖 · 140
7.1.4三維直方圖與餅圖 140
7.1.5條帶圖 · 142
7.2三維曲面繪製 · 144
7.2.1格線圖與表面圖 144
7.2.2表面圖的陰影與光照 147
7.2.3圖像檔案的三維表面圖 149
7.2.4已知函式的表面圖 150
·viii·薛定宇教授大講堂（卷 I）：MATLAB程式設計
7.2.5散點數據的表面圖繪製 151
7.3三維圖形視角設定 152
7.3.1視角的定義 · 152
7.3.2三視圖的設定 153
7.3.3任意視角的設定 153
7.4其他三維繪圖 · 154
7.4.1等高線 · 154
7.4.2矢量圖 · 155
7.4.3三元隱函式的繪圖 156
7.4.4參數方程的表面圖 158
7.4.5複變函數的三維表面圖 158
7.4.6球面與柱面 · 159
7.4.7 Voronoi圖與 Delaunay剖分 · 161
7.5三維圖形的特殊處理 163
7.5.1三維曲面的旋轉 163
7.5.2坐標軸變換的三維曲面 164
7.5.3三維圖形的剪下 165
7.5.4三維表面圖貼面處理 166
7.6四維圖形繪製 · 167
7.6.1切片圖 · 167
7.6.2體視化界面 · 168
7.6.3三維動畫的製作與播放 169本章習題 171
第 8章 MATLAB語言與其他語言的接口· 173
8.1 C語言環境下提供的 MATLAB變數格式及函式概述 · 174
8.1.1編譯程式的環境設定 174
8.1.2 Mex下的數據結構 175
8.1.3 Mex檔案的結構 176
8.1.4 Mex檔案的編寫方法與步驟· 179
8.2不同數據結構的 Mex處理 180
8.2.1不同類型輸入輸出變元的處理· 181
8.2.2字元串變數的讀寫 181
8.2.3多維數組的處理 183
8.2.4單元數組的處理 184
8.2.5 MAT檔案的讀寫方法 · 185 8.3 C程式中直接調用 MATLAB函式 187
8.4 MATLAB函式的獨立程式轉換 191本章習題 192
第 9章面向對象程式設計基礎 193
9.1面向對象編程的基本概念 193
9.1.1類與對象 · 193
9.1.2類與對象數據結構 194
9.2類的設計 · 195
9.2.1類的設計方法 195
9.2.2類的定義與輸入 196
9.2.3類的顯示 · 197
9.3重載函式的編寫 · 198
9.3.1加法的重載函式編寫 198
9.3.2合併同類項的化簡函式 199
9.3.3減法重載函式 200
9.3.4乘法重載函式 200
9.3.5乘方運算重載函式 202
9.3.6域的賦值與提取 203
9.4類的繼承與擴展 · 203
9.4.1擴展類的定義與顯示 204
9.4.2 ftf對象的連線重載函式 205
9.4.3分數階傳遞函式的頻域分析· 207本章習題 208
第 10章 MATLAB的圖形用戶界面設計技術 209
10.1 MATLAB語言圖形界面編程基礎 · 209
10.1.1 MATLAB圖形界面中各對象的關係· 209
10.1.2視窗對象及屬性設定 210
10.1.3視窗的常用屬性 211
10.1.4對象屬性的讀取與修改· 213
10.1.5簡易對話框 215
10.1.6標準對話框及其調用 216
10.2 MATLAB圖形界面設計基本控制項 · 219
10.2.1 MATLAB支持的基本控制項 219
10.2.2控制項的常用屬性 221
10.2.3控制項句柄的獲取 221
·x·薛定宇教授大講堂（卷 I）：MATLAB程式設計
10.3圖形用戶界面設計工具 Guide 222
10.4圖形用戶界面的高級技術 · 231
10.4.1選單系統的設計 231
10.4.2工具列設計 232
10.4.3 ActiveX控制項的嵌入與編程 234
10.5工具箱的集成與發布 · 235本章習題 235參考文獻· 237
MATLAB函式名索引 · 239術語索引· 245
