MATLAB向量化編程基礎精講

《MATLAB向量化編程基礎精講》是2013年北京航空航天大學出版社出版的圖書，作者是馬良，祁彬彬。

基本介紹

• 書名：MATLAB向量化編程基礎精講
• 作者：馬良，祁彬彬
• 出版社：北京航空航天大學出版社
• 出版時間：2017年3月1日
• ISBN：9787512422094

內容簡介

《MATLAB 向量化編程基礎精講》使用MATLAB新版本2016a，揀選Mathworks官方群組Cody中一些有趣的代碼問題，分6章講解這些優秀示例代碼中使用數組、字元串操作、正則表達式以及匿名函式等方面的MATLAB編程技巧，並對其中較為典型和精彩的用法做扼要點評，對一些複雜思路或代碼的細節和步驟，還逐一展開了延伸分析，使學習MATLAB編程的用戶，能迅速體會MATLAB矢量化程式語言的基本特色。

　　本書適合所有MATLAB編程愛好者和使用MATLAB的不同專業大學生閱讀，還可供研究生、科研工作人員及高校教師參考。

圖書目錄

第1章數組操作初步·1

1.1數組基礎訓練：算盤裡的學問·1

1.1.1逐列循環結合正反向搜尋·3

1.1.2利用累積乘積函式cumprod·6

1.1.3構造特殊的乘積因子·7

1.2數組基礎訓練：非零元素賦值為1·8

1.2.1循環+判斷·8

1.2.2利用邏輯判斷+矢量索引·9

1.2.3利用abs和sign·9

1.2.4min函式更改nanflag設定參數·10

1.3數組基礎訓練：將指定元素換成0·11

1.3.1循環+判斷·12

1.3.2高低維索引轉換後賦值·13

1.3.3利用bsxfun單一維擴展構造邏輯判斷條件·15

1.3.4利用sparse函式對全零稀疏矩陣相關元素賦值·16

1.3.5利用累積方式構造向量的accumarray函式·17

1.4數組基礎訓練：正反對角線互換·19

1.4.1尋找元素行列索引關係循環賦值·20

1.4.2利用低維索引查找正反對角元素關係賦值·20

1.4.3結合邏輯數組或點乘構造對角線元素·21

1.4.4利用邏輯“或”操作·26

1.5數組基礎訓練：尋找真約數·28

1.5.1函式factor和組合命令nchoosek·28

1.5.2最大公約數命令·29

1.5.3含求余函式mod和rem的邏輯判斷·30

1.6數組基礎訓練：康威的《生命遊戲》·31

1.6.1枚舉·32

1.6.2循環·34

1.6.3疊加與卷積·35

1.7數組基礎訓練：尋找最大尺碼的“空盒子”·40

1.7.1循環·41

1.7.2利用conv2函式·42

1.8數組基礎訓練：尋找對角線上的最多連續質數·47

1.8.1卷積命令·48

1.8.2靈活的max+diff+find函式組合·53

1.9數組基礎訓練：掃雷棋盤模擬·59

1.9.1循環遍曆元素+判斷·60

1.9.2構造三對角矩陣的連乘方案·62

1.9.3利用卷積命令conv2·62

1.10數組基礎訓練：移除向量中的NaN及其後兩個數字·65

1.10.1循環·66

1.10.2矢量化索引操作·67

1.11數組基礎訓練：把NaN用左邊相鄰數字替代·70

1.11.1循環+判斷·70

1.11.2利用cumsum構造符合要求的索引·72

1.12數組基礎訓練：涉及類型轉換的數據替代·75

1.12.1利用循環判斷·76

1.12.2cellfun賦值符合條件的索引位元素·77

1.12.3利用原邏輯索引在cell數組中引用賦值·77

1.12.4統一邏輯索引以多輸出方式賦值·77

1.13數組基礎訓練：遞歸中的輸入輸出變數互動·79

1.14小結·81

第2章字元串操作初步·82

2.1字元串基礎訓練：字元取反的七種武器·82

2.1.1利用循環+判斷的傳統方式·84

2.1.2矢量化索引與不同函式組合的替換取反·85

2.1.3函式sprintf+邏輯索引構造·85

2.1.4函式char+邏輯數組+四則運算符的多種字元串構造方式·87

2.1.5冒號操作做字元格式歸併+ASCII碼值運算轉換·88

2.1.6函式num2str及其靈活的設定參數·90

2.1.7構造字元向量以輸入做邏輯索引取反·91

2.2字元串基礎訓練：星號排布·92

2.2.1循環·93

2.2.2矢量化構造方式·95

2.3字元串基礎訓練：“開心”的2013·95

2.3.1

循環+利用函式unique判斷·96

2.3.2循環+num2str轉化年份為字元串分離數字·96

2.3.3num2str分離數字+排序做差·97

2.4字元串基礎訓練：尋找“輪轉”的子字元串·99

2.4.1幾種不同的循環方式·100

2.4.2利用卷積命令conv2+測試矩陣·105

2.4.3利用cellfun+strfind+測試矩陣gallery·105

2.5字元串基礎訓練：猜測密碼·106

2.5.1循環+判斷·107

2.5.2矢量化索引方式·108

2.6字元串基礎訓練：用指定數量填充字元·108

2.6.1循環判斷及repmat擴展序列·109

2.6.2利用索引構造擴展·110

2.6.3try流程省略判斷+函式strjoin拼接向量·110

2.6.4利用2015a版本中的新函式repelem·112

2.7字元串基礎訓練：帶判斷條件的字元串替代·112

2.7.1循環+判斷·113

2.7.2矢量化索引構造·114

2.8字元串基礎訓練：抽取指定位數數字組成向量並排序·116

2.8.1floor+log10+mod組合·117

2.8.2轉換為字元串提取單字元·118

2.9字元串基礎訓練：二進制字元中查找最長的“1”序列·122

2.9.1查找邏輯索引做差·123

2.9.2字元匹配方式處理字元串·124

2.9.3查找字元替換為空格·125

2.10字元串基礎訓練：剔除指定數字的序列求和·126

2.10.1利用log10或mod等函式的數值處理·126

2.10.2利用進制轉換函式dec2base·128

2.10.3利用數值轉字元函式num2str構造邏輯索引·129

2.11字元串基礎訓練：元胞數組內字元串的合成·129

2.11.1函式sprintf·130

2.11.2利用向量的列排布變維·131

2.11.3函式strjoin·132

2.12小結·133

第3章數組操作進階：擴維與構造·134

3.1關於矩陣維數擴充的預備知識·135

3.1.1repmat函式·135

3.1.2索引構造·135

3.1.3kron函式擴維·136

3.1.4meshgrid和ndgrid函式擴維·137

3.1.5矩陣外積·139

3.1.6bsxfun函式矩陣擴維·139

3.1.7其他思路·145

3.1.8擴維思路的總結·145

3.2數組訓練進階：向量數值為長度的擴維·146

3.2.1循環·147

3.2.2利用arrayfun擴維·148

3.2.3利用repmat擴維·148

3.2.4利用meshgrid和ndgrid擴展矩陣索引·149

3.2.5利用bsxfun擴維·150

3.3數組訓練進階：求和與構造·151

3.3.1直接索引法·151

3.3.2加法中的減法·152

3.3.3中部元素置零·153

3.3.4測試矩陣構造·153

3.3.5卷積和濾波命令·157

3.4數組訓練進階：“行程長度編碼”序列構造·160

3.4.1利用循環拼接repmat擴展矩陣·161

3.4.2索引擴維、arrayfun擴展和cell2mat拼接·161

3.4.3按reshape變維向量循環處理·161

3.4.4遞歸·162

3.4.5直接調用函式repelem·163

3.5數組訓練進階：“行程長度編碼”的反問題·163

3.5.1循環拼接向量·164

3.5.2利用矢量化多次定址構造序列·165

3.6數組訓練進階：孤島測距·166

3.6.1序列1,0元素索引位相減取最小值·166

3.6.2直接處理每段“安全”區域·167

3.6.3利用相鄰項數值的構造和比較·168

3.6.4利用濾波函式filter2·168

3.7數組訓練進階：生成索引數自擴展序列·170

3.7.1循環拼接·171

3.7.2利用測試矩陣hankel·172

3.7.3利用上三角矩陣函式triu+meshgrid構造·172

3.8數組訓練進階：指定子向量長度求均值·173

3.8.1循環逐段求均值·174

3.8.2利用頻數累加函式accumarray·174

3.8.3利用測試矩陣hankel·176

3.8.4利用卷積系列命令·177

3.9數組訓練進階：統計群組數量·177

3.9.1循環拼接向量·178

3.9.2涉及排重命令unique的幾種解法·179

3.9.3利用累積求和函式cumsum與diff·181

3.10數組訓練進階：對角矩陣構造·181

3.10.1矩陣疊加·182

3.10.2藉助特殊矩陣構造·185

3.10.3循環處理構造思路·187

3.11數組訓練進階：在時間序列中插入0元素·187

3.11.1指定位置賦值·187

3.11.2增加0元素用reshape變維·189

3.11.3循環·190

3.11.4利用kron函式擴展矩陣·190

3.11.5正則替換·191

3.12數組訓練進階：Bullseye矩陣構造·191

3.12.1工具箱特殊函式·192

3.12.2利用特殊矩陣構造·194

3.12.3基本數列構造並矢量化擴維·195

3.12.4遞歸、判斷與循環·199

3.13數組訓練進階：Bullseye矩陣構造擴展之一·200

3.13.1利用求余命令mod或rem獲得矩陣數值·200

3.13.2利用循環逐元素賦值·203

3.14數組訓練進階：Bullseye矩陣構造擴展之二·204

3.14.1ndgrid對“基”序列擴維·204

3.14.2利用測試矩陣spiral試湊·204

3.15數組訓練進階：Bullseye矩陣構造擴展之三·205

3.15.1構造“基”序列擴維·206

3.15.2特殊矩陣構造·209

3.15.3遞歸與循環·209

3.16數組訓練進階：Bullseye矩陣構造擴展之四·210

3.16.1循環·211

3.16.2向量組合+meshgrid函式構造·212

3.16.3bsxfun擴維·214

3.16.4測試矩陣spiral試湊·214

3.17數組基礎訓練：最小值替換為行均值·215

3.17.1循環與矢量化函式二者的結合·216

3.17.2利用高低維索引轉換函式sub2ind·217

3.17.3利用稀疏矩陣構造指定位置索引·217

3.17.4bsxfun單一維擴展構造索引·217

3.17.5累積最值函式cummin·218

3.18數組訓練進階：矩陣元素分隔——“內向”的矩陣·219

3.18.1循環+判斷·220

3.18.2利用函式kron擴維·221

3.18.3利用索引構造變換對新矩陣賦值·223

3.18.4利用稀疏矩陣命令sparse構造·225

3.18.5利用累積求和命令accumarray·226

3.19數組訓練進階：矩陣分塊均值——“外向”的矩陣·227

3.19.1循環逐個元素查找相鄰索引號·227

3.19.2利用circshift函式換序疊加·228

3.19.3利用二維卷積和濾波函式·229

3.20小結·229

第4章字元操作進階：正則表達式·231

4.1閒話正則·231

4.2靈活的正則語法·232

4.2.1元字元·232

4.2.2轉義字元·234

4.2.3匹配次數·234

4.2.4模式·236

4.2.5分組運算·237

4.2.6關於錨點·239

4.2.7左顧右盼·239

4.2.8邏輯與條件運算·240

4.2.9標記操作·241

4.2.10動態正則表達式·243

4.2.11注釋與搜尋標識·246

4.3正則表達式基礎：元音字母計數·248

4.3.1其他解法·249

4.3.2正則解法·251

4.4正則表達式基礎：所有的字母都是大寫嗎？·252

4.4.1其他解法·252

4.4.2正則解法·254

4.5正則表達式基礎：移除字元串中的輔音字母·255

4.5.1其他解法·255

4.5.2正則解法·258

4.6正則表達式基礎：首尾元音字母字元串的查找·260

4.6.1其他解法·261

4.6.2正則解法·262

4.7正則表達式基礎：提取文本數字求和·263

4.7.1其他解法·263

4.7.2正則解法·265

4.8正則表達式基礎：錢數統計·267

4.8.1其他解法·268

4.8.2正則解法·271

4.9正則表達式基礎：文本數據的“開關式”查找替換·274

4.9.1其他解法·275

4.9.2正則解法·275

4.10正則表達式基礎：剔除且只剔除首尾指定空格·279

4.10.1其他解法·280

4.10.2正則解法·283

4.11正則表達式基礎：電話區號查詢·284

4.11.1其他解法·284

4.11.2正則解法·287

4.12正則表達式基礎：字母出現頻數統計·288

4.12.1其他解法·289

4.12.2正則解法·292

4.13正則表達式基礎：翻轉單詞（不是字母）次序·294

4.13.1其他解法·294

4.13.2正則解法·296

4.14正則表達式基礎：尋找最長的“回文”字元·298

4.14.1其他解法·298

4.14.2正則解法·299

4.15正則表達式基礎：求解“字元型”算術題·301

4.15.1其他解法·301

4.15.2正則解法·304

4.16本書前三章中一些問題的正則解法308

4.16.1正則表達式重解例1.12·308

4.16.2正則表達式重解例2.1·309

4.16.3正則表達式重解例2.5·310

4.16.4正則表達式重解例2.6·310

4.16.5正則表達式重解例2.8·312

4.16.6正則表達式重解例2.9·313

4.16.7正則表達式重解例2.10·314

4.16.8正則表達式重解例3.5·315

4.16.9正則表達式重解例3.6·315

4.16.10正則表達式重解例3.7·319

4.17小結·319

第5章多維數組漫談·320

作者簡介

馬良，祖籍甘肅臨洮，任教於新疆工程學院，副教授，東北大學博士研究生。自從2003年接觸MATLAB後，便沉迷其中，雖閉門造車經年，但對MATLAB語言的喜好未改。作為普通高校教師，在平時的教學中，一直不遺餘力地推廣使用MATLAB更好地完成專業教學、學習和科研工作。

　　祁彬彬,畢業於中國石油大學(北京)地球探測與信息技術專業，畢業後一直從事石油軟體研發工作。曾多次參加數學建模比賽，並獲得全國一等獎、二等獎多次。近10年來，一直活躍在MATLAB的各大論壇，擔任版主職務。在MATLAB官方的Cody程式解答活動中，目前排名全球第二。