MATLAB從入門到精通（第2版）

《MATLAB從入門到精通（第2版）》是2018年人民郵電出版社出版的圖書，作者是胡曉冬、董辰輝。

基本介紹

• 書名：MATLAB從入門到精通（第2版）
• 作者：胡曉冬，董辰輝
• 出版社：人民郵電出版社
• 出版時間：2018年12月1日
• ISBN：9787115493156

內容簡介

本書系統講解了MATLAB基本環境和操作方法，介紹了****的MATLAB功能，並分章闡述了數據類型、數值計算、符號計算、編程基礎、可視化、Simulink、應用程式接口等內容，結合案例詳細講解了MATLAB語言的使用。本書還專門講解了實用的MATLAB編程技巧與數學建模套用等。

本書內容豐富、貼近實戰套用，可作為高校學生系統學習MATLAB的書籍，也可以作為廣大科研和工程技術人員在工作中使用MATLAB的參考書。

圖書目錄

目　　錄

第　1章 MATLAB概述　1

1．1　MATLAB簡介　1

1．2　MATLAB主要功能　2

1．2．1　開發算法和應用程式　2

1．2．2　分析和訪問數據　3

1．2．3　數據可視化　3

1．2．4　數值計算　4

1．2．5　發布結果和部署應用程式　5

1．3　MATLAB的安裝與啟動　5

1．3．1　MATLAB的安裝　5

1．3．2　MATLAB的啟動　7

1．3．3　Desktop操作界面簡介　8

1．4　Command Window運行入門　9

1．4．1　命令行的使用　9

1．4．2　數值、變數和表達式　10

1．4．3　命令行的特殊輸入方法　12

1．4．4　Command Window的顯示

格式　14

1．4．5　Command Window的常用

快捷鍵與命令　14

1．5　Command History視窗　15

1．6　Current Folder視窗　17

1．7　Workspace和Variable Editor視窗　18

1．7．1　Workspace視窗　18

1．7．2　Variable Editor視窗　19

1．8　命令行輔助功能與Function

Browser　19

1．9　幫助系統　21

1．9．1　幫助瀏覽器　21

1．9．2　在Command Window中

查詢幫助　23

第　2章 矩陣和數組　25

2．1　矩陣的創建與合併　25

2．1．1　創建簡單矩陣　25

2．1．2　創建特殊矩陣　27

2．1．3　矩陣的合併　27

2．2　矩陣的尋訪與賦值　28

2．2．1　矩陣的標識　28

2．2．2　矩陣的尋訪　29

2．2．3　矩陣的賦值　30

2．3　進行數組運算的常用函式　30

2．3．1　函式數組運算規則的定義　30

2．3．2　進行數組運算的常用函式　31

2．4　查詢矩陣信息　32

2．4．1　矩陣的形狀信息　32

2．4．2　矩陣的數據類型　32

2．4．3　矩陣的數據結構　33

2．5　數組運算與矩陣運算　33

2．6　矩陣的重構　34

2．6．1　矩陣元素的擴展與刪除　34

2．6．2　矩陣的重構　35

2．7　稀疏矩陣　37

2．7．1　稀疏矩陣的存儲方式　37

2．7．2　稀疏矩陣的創建　38

2．7．3　稀疏矩陣的運算　41

2．7．4　稀疏矩陣的交換與重新

排序　42

2．7．5　稀疏矩陣視圖　44

2．8　多維數組　44

2．8．1　多維數組的創建　44

2．8．2　多維數組的尋訪與重構　47

2．9　多項式的表達式及其操作　50

2．9．1　多項式的表達式和創建

方法　50

2．9．2　多項式運算函式　51

第3章　數據類型　53

3．1　數值型　53

3．2　邏輯型　53

3．2．1　邏輯型簡介　53

3．2．2　返回邏輯結果的函式　54

3．2．3　運算符的優先權　56

3．3　字元和字元串　57

3．3．1　創建字元串　57

3．3．2　比較字元串　58

3．3．3　查找與替換字元串　59

3．3．4　類型轉換　60

3．3．5　字元串套用函式小結　61

3．4　結構數組　62

3．4．1　結構數組的創建　63

3．4．2　結構數組的尋訪　65

3．4．3　結構數組域的基本操作　66

3．4．4　結構數組的操作　67

3．5　元胞數組　69

3．5．1　元胞數組的創建　70

3．5．2　元胞數組的尋訪　71

3．5．3　元胞數組的基本操作　72

3．5．4　元胞數組的操作函式　72

3．6　Map容器　74

3．6．1　Map容器數據類型介紹　74

3．6．2　Map對象的創建　75

3．6．3　Map對象內容的查看　76

3．6．4　Map對象的讀寫　77

3．6．5　Map對象中鍵和值的修改　79

3．6．6　映射其他數據類型　81

3．7　日期和時間　82

3．7．1　創建日期和時間數組　82

3．7．2　日期和時間元素　86

3．7．3　日期和時間的計算與繪圖　88

3．7．4　以日期和時間作為數值和

字元　92

3．8　類別數組　93

3．9　表　97

第4章　數值計算　106

4．1　因式分解　106

4．1．1　行列式、逆和秩　106

4．1．2　Cholesky因式分解　108

4．1．3　LU因式分解　109

4．1．4　QR因式分解　110

4．1．5　範數　111

4．2　矩陣特徵值和奇異值　112

4．2．1　特徵值和特徵向量的求取　112

4．2．2　奇異值分解　114

4．3　機率和統計　115

4．3．1　基本分析函式　115

4．3．2　機率函式、分布函式、

逆分布函式和隨機數　125

4．4　數值求導與積分　126

4．4．1　導數與梯度　126

4．4．2　一元函式的數值積分　127

4．4．3　二重積分的數值計算　129

4．4．4　三重積分的數值計算　129

4．5　插值　130

4．5．1　一維數據插值　130

4．5．2　二維數據插值　131

4．5．3　多維插值　132

4．5．4　樣條插值　133

4．6　曲線擬合　134

4．6．1　最小二乘原理及其曲線

擬合算法　134

4．6．2　曲線擬合的實現　134

4．7　傅立葉分析　135

4．8　微分方程　137

4．8．1　常微分方程　137

4．8．2　偏微分方程　140

第5章　符號計算　143

5．1　符號變數、表達式及符號方程　143

5．1．1　符號變數與表達式的創建　143

5．1．2　符號計算中的運算符和

基本函式　145

5．1．3　創建符號方程　146

5．2　符號微積分　146

5．2．1　符號求導與微分　146

5．2．2　符號求極限　148

5．2．3　符號積分　149

5．2．4　級數求和　149

5．2．5　泰勒級數　150

5．3　符號表達式的化簡與替換　151

5．3．1　符號表達式的化簡　151

5．3．2　符號表達式的替換　156

5．4　符號可變的精度計算　159

5．5　符號線性代數　161

5．5．1　基礎代數運算　161

5．5．2　線性代數運算　162

5．6　符號方程求解　164

5．6．1　求代數方程的符號解　164

5．6．2　求代數方程組的符號解　164

5．6．3　求微分方程的符號解　166

5．6．4　求微分方程組的符號解　168

5．7　符號積分變換　168

5．7．1　傅立葉變換及其反變換　168

5．7．2　拉普拉斯變換及其反變換　170

5．7．3　z變換及其反變換　171

第6章　MATLAB編程基礎　173

6．1　M檔案　173

6．1．1　M檔案編輯器　174

6．1．2　M檔案的基本內容　175

6．1．3　腳本式M檔案　178

6．1．4　函式式M檔案　178

6．2　流程控制　179

6．2．1　順序結構　179

6．2．2　if語句　180

6．2．3　switch語句　181

6．2．4　for循環　182

6．2．5　while循環　183

6．2．6　continue命令　184

6．2．7　break命令　185

6．2．8　return命令　185

6．2．9　人機互動命令　186

6．3　函式的類型　188

6．3．1　主函式　188

6．3．2　子函式　188

6．3．3　私有函式　189

6．3．4　嵌套函式　190

6．3．5　重載函式　193

6．3．6　匿名函式　193

6．4　函式的變數　197

6．4．1　變數類型　197

6．4．2　變數的傳遞　199

6．5　函式句柄　201

6．5．1　函式句柄的創建　201

6．5．2　函式句柄的調用　202

6．5．3　函式句柄的操作　202

6．6　串演算函式　204

6．6．1　eval函式　204

6．6．2　feval函式　205

6．6．3　inline函式　205

6．7　記憶體的使用　206

6．7．1　記憶體管理函式　207

6．7．2　高效使用記憶體的策略　207

6．7．3　解決“Out of Memory”

問題　209

6．8　程式調試和最佳化　209

6．8．1　使用Debugger視窗調試　210

6．8．2　在命令視窗中調試　213

6．8．3　通過Profiler檢測性能　216

6．9　錯誤處理　219

6．9．1　使用try…catch語句

捕捉錯誤　219

6．9．2　處理錯誤和從錯誤中恢復　219

6．9．3　警告　221

第7章　數據可視化　224

7．1　繪圖的基本知識　224

7．1．1　離散數據和離散函式的

可視化　224

7．1．2　連續函式的可視化　225

7．1．3　可視化的一般步驟　226

7．2　二維圖形　226

7．2．1　基本繪圖函式　227

7．2．2　曲線的色彩、線型和數據

點型　229

7．2．3　坐標、刻度和格線控制　231

7．2．4　圖形標識　233

7．2．5　雙坐標圖和子圖　236

7．2．6　雙軸對數圖形　238

7．2．7　特殊二維圖形　238

7．3　三維圖形　245

7．3．1　繪製三維曲線圖　246

7．3．2　繪製三維曲面圖　246

7．3．3　特殊三維圖形　248

7．4　三維圖形的高級控制　250

7．4．1　視點控制　251

7．4．2　顏色的使用　251

7．4．3　光照控制　252

第8章　圖像處理　253

8．1　圖像檔案的操作　253

8．1．1　查詢圖像檔案的信息　254

8．1．2　圖像檔案的讀寫　255

8．1．3　圖像檔案的顯示　256

8．1．4　圖像格式的轉換　257

8．2　圖像的幾何運算　259

8．2．1　圖像的平移　259

8．2．2　圖像的鏡像變換　259

8．2．3　圖像的縮放　260

8．2．4　圖像的旋轉　261

8．2．5　圖像的剪下　262

8．3　圖像的正交變換　262

8．3．1　傅立葉變換　262

8．3．2　離散餘弦變換　263

8．3．3　Radon變換　265

8．4　MATLAB圖像增強　266

8．4．1　像素值及其統計特性　266

8．4．2　對比度增強　268

8．4．3　直方圖均衡化　270

8．4．4　空域濾波增強　271

8．4．5　頻域增強　273

第9章　圖形用戶界面設計　275

9．1　句柄圖形對象　275

9．1．1　圖形對象　275

9．1．2　圖形對象句柄　276

9．1．3　圖形對象屬性的獲取和

設定　277

9．2　GUIDE簡介　280

9．2．1　啟動GUI　281

9．2．2　Layout編輯器　281

9．2．3　運行GUI　282

9．3　創建GUI　282

9．3．1　GUI的布局　282

9．3．2　選單的創建　283

9．3．3　控制項　287

9．4　回調函式　291

9．4．1　變數的傳遞　291

9．4．2　函式編寫　292

9．5　GUI設計示例　294

第　10章 數據檔案I/O　301

10．1　處理檔案名稱稱　301

10．2　MATLAB支持的檔案格式　302

10．3　導入嚮導的使用　303

10．4　MAT檔案的讀寫　304

10．4．1　MAT檔案的寫入　304

10．4．2　MAT檔案的讀取　306

10．5　Text檔案的讀寫　306

10．5．1　Text檔案的讀取　307

10．5．2　Text檔案的寫入　309

10．6　Excel檔案的讀寫　310

10．7　音頻/視頻檔案操作　312

10．7．1　獲取音頻/視頻檔案的

檔案頭信息　312

10．7．2　音頻/視頻檔案的導入與

導出　312

第　11章 MATLAB最佳化問題套用　314

11．1　MATLAB最佳化工具箱　314

11．1．1　MATLAB求解器　314

11．1．2　極小值最佳化　315

11．1．3　多目標最佳化　322

11．1．4　方程組求解　323

11．1．5　最小二乘及數據擬合　324

11．2　模式搜尋法　325

11．3　模擬退火算法　327

11．3．1　模擬退火算法簡介　327

11．3．2　模擬退火算法的套用　327

11．3．3　關於計算結果的說明　329

11．4　遺傳算法　329

11．4．1　遺傳算法簡介　329

11．4．2　遺傳算法的套用　331

11．5　Optimization Tool簡介　333

第　12章 信號處理　336

12．1　信號處理基本理論　336

12．1．1　信號的生成　336

12．1．2　數字濾波器結構　340

12．2　IIR濾波器的MATLAB實現　342

12．2．1　IIR濾波器經典設計　342

12．2．2　IIR濾波器直接設計法　349

12．2．3　廣義巴特沃思IIR濾波器

設計　350

12．3　FIR濾波器的MATLAB實現　351

12．3．1　FIR濾波器設計　352

12．3．2　fir1函式　352

12．3．3　fir2函式　354

第　13章 Simulink仿真　355

13．1　Simulink簡介　355

13．1．1　Simulink功能與特點　355

13．1．2　Simulink的安裝與啟動　356

13．2　Simulink基礎　358

13．2．1　Simulink模型的含義　358

13．2．2　Simulink模組操作　358

13．2．3　Simulink信號線操作　362

13．2．4　Simulink對模型的注釋　363

13．2．5　Simulink中常用的

模型庫　363

13．2．6　Simulink仿真配置　366

13．3　Simulink動態系統仿真　370

13．3．1　簡單系統的仿真分析　370

13．3．2　離散系統的仿真分析　372

13．3．3　連續系統的仿真分析　374

13．4　Simulink模型中的子系統　377

13．4．1　子系統的建立　377

13．4．2　子系統的封裝　378

13．5　Simulink中的S函式　383

13．5．1　S函式　383

13．5．2　S函式的作用和原理　383

13．5．3　用M檔案創建S函式　384

第　14章 應用程式接口　387

14．1　MATLAB應用程式接口介紹　387

14．2　MATLAB調用C/C++　388

14．2．1　MATLAB MEX檔案　388

14．2．2　C/C++ MEX檔案的使用　391

14．3　在C/C++中調用MATLAB

引擎　397

14．3．1　MATLAB計算引擎概述　397

14．3．2　MATLAB計算引擎庫

函式　397

14．3．3　在C/C++中調用MATLAB

引擎的示例　399

14．4　MATLAB編譯器　404

14．4．1　MATLAB編譯器的安裝和

設定　405

14．4．2　MATLAB編譯器的使用　405

14．4．3　獨立應用程式　407

第　15章 MATLAB基礎計算技巧　416

15．1　MATLAB數組創建與重構技巧　416

15．2　MATLAB數據類型使用技巧　422

15．3　MATLAB數值計算技巧　424

15．4　MATLAB檔案讀取操作技巧　426

15．5　MATLAB繪圖技巧　427

第　16章 MATLAB編程技巧　430

16．1　MATLAB編程風格　430

16．1．1　命名規則　430

16．1．2　檔案與程式結構　432

16．1．3　基本語句　433

16．1．4　排版、注釋與文檔　436

16．2　MATLAB編程注意事項　439

16．3　記憶體的使用　440

16．4　提高MATLAB運行效率　441

16．4．1　提高運行效率的基本

原則　441

16．4．2　提高運行效率的示例　443

第　17章 MATLAB在數學建模中的

套用　446

17．1　MATLAB蒙特卡羅模擬　446

17．1．1　蒙特卡羅方法簡介　446

17．1．2　蒙特卡羅方法編程示例　447

17．2　MATLAB灰色系統的理論與

套用　448

17．2．1　GM(1，1)預測模型簡介　449

17．2．2　灰色預測計算示例　450

17．3　MATLAB模糊聚類分析　452

17．3．1　模糊聚類分析簡介　452

17．3．2　模糊聚類分析套用示例　453

17．4　MATLAB層次分析法的套用　457

17．4．1　層次分析法簡介　457

17．4．2　層次分析法的套用　460

目　錄

第　1章 MATLAB概述　1

1．1　MATLAB簡介　1

1．2　MATLAB主要功能　2

1．2．1　開發算法和應用程式　2

1．2．2　分析和訪問數據　3

1．2．3　數據可視化　3

1．2．4　數值計算　4

1．2．5　發布結果和部署應用程式　5

1．3　MATLAB的安裝與啟動　5

1．3．1　MATLAB的安裝　5

1．3．2　MATLAB的啟動　7

1．3．3　Desktop操作界面簡介　8

1．4　Command Window運行入門　9

1．4．1　命令行的使用　9

1．4．2　數值、變數和表達式　10

1．4．3　命令行的特殊輸入方法　12

1．4．4　Command Window的顯示

格式　14

1．4．5　Command Window的常用

快捷鍵與命令　14

1．5　Command History視窗　15

1．6　Current Folder視窗　17

1．7　Workspace和Variable Editor視窗　18

1．7．1　Workspace視窗　18

1．7．2　Variable Editor視窗　19

1．8　命令行輔助功能與Function

Browser　19

1．9　幫助系統　21

1．9．1　幫助瀏覽器　21

1．9．2　在Command Window中

查詢幫助　23

第　2章 矩陣和數組　25

2．1　矩陣的創建與合併　25

2．1．1　創建簡單矩陣　25

2．1．2　創建特殊矩陣　27

2．1．3　矩陣的合併　27

2．2　矩陣的尋訪與賦值　28

2．2．1　矩陣的標識　28

2．2．2　矩陣的尋訪　29

2．2．3　矩陣的賦值　30

2．3　進行數組運算的常用函式　30

2．3．1　函式數組運算規則的定義　30

2．3．2　進行數組運算的常用函式　31

2．4　查詢矩陣信息　32

2．4．1　矩陣的形狀信息　32

2．4．2　矩陣的數據類型　32

2．4．3　矩陣的數據結構　33

2．5　數組運算與矩陣運算　33

2．6　矩陣的重構　34

2．6．1　矩陣元素的擴展與刪除　34

2．6．2　矩陣的重構　35

2．7　稀疏矩陣　37

2．7．1　稀疏矩陣的存儲方式　37

2．7．2　稀疏矩陣的創建　38

2．7．3　稀疏矩陣的運算　41

2．7．4　稀疏矩陣的交換與重新

排序　42

2．7．5　稀疏矩陣視圖　44

2．8　多維數組　44

2．8．1　多維數組的創建　44

2．8．2　多維數組的尋訪與重構　47

2．9　多項式的表達式及其操作　50

2．9．1　多項式的表達式和創建

方法　50

2．9．2　多項式運算函式　51

第3章　數據類型　53

3．1　數值型　53

3．2　邏輯型　53

3．2．1　邏輯型簡介　53

3．2．2　返回邏輯結果的函式　54

3．2．3　運算符的優先權　56

3．3　字元和字元串　57

3．3．1　創建字元串　57

3．3．2　比較字元串　58

3．3．3　查找與替換字元串　59

3．3．4　類型轉換　60

3．3．5　字元串套用函式小結　61

3．4　結構數組　62

3．4．1　結構數組的創建　63

3．4．2　結構數組的尋訪　65

3．4．3　結構數組域的基本操作　66

3．4．4　結構數組的操作　67

3．5　元胞數組　69

3．5．1　元胞數組的創建　70

3．5．2　元胞數組的尋訪　71

3．5．3　元胞數組的基本操作　72

3．5．4　元胞數組的操作函式　72

3．6　Map容器　74

3．6．1　Map容器數據類型介紹　74

3．6．2　Map對象的創建　75

3．6．3　Map對象內容的查看　76

3．6．4　Map對象的讀寫　77

3．6．5　Map對象中鍵和值的修改　79

3．6．6　映射其他數據類型　81

3．7　日期和時間　82

3．7．1　創建日期和時間數組　82

3．7．2　日期和時間元素　86

3．7．3　日期和時間的計算與繪圖　88

3．7．4　以日期和時間作為數值和

字元　92

3．8　類別數組　93

3．9　表　97

第4章　數值計算　106

4．1　因式分解　106

4．1．1　行列式、逆和秩　106

4．1．2　Cholesky因式分解　108

4．1．3　LU因式分解　109

4．1．4　QR因式分解　110

4．1．5　範數　111

4．2　矩陣特徵值和奇異值　112

4．2．1　特徵值和特徵向量的求取　112

4．2．2　奇異值分解　114

4．3　機率和統計　115

4．3．1　基本分析函式　115

4．3．2　機率函式、分布函式、

逆分布函式和隨機數　125

4．4　數值求導與積分　126

4．4．1　導數與梯度　126

4．4．2　一元函式的數值積分　127

4．4．3　二重積分的數值計算　129

4．4．4　三重積分的數值計算　129

4．5　插值　130

4．5．1　一維數據插值　130

4．5．2　二維數據插值　131

4．5．3　多維插值　132

4．5．4　樣條插值　133

4．6　曲線擬合　134

4．6．1　最小二乘原理及其曲線

擬合算法　134

4．6．2　曲線擬合的實現　134

4．7　傅立葉分析　135

4．8　微分方程　137

4．8．1　常微分方程　137

4．8．2　偏微分方程　140

第5章　符號計算　143

5．1　符號變數、表達式及符號方程　143

5．1．1　符號變數與表達式的創建　143

5．1．2　符號計算中的運算符和

基本函式　145

5．1．3　創建符號方程　146

5．2　符號微積分　146

5．2．1　符號求導與微分　146

5．2．2　符號求極限　148

5．2．3　符號積分　149

5．2．4　級數求和　149

5．2．5　泰勒級數　150

5．3　符號表達式的化簡與替換　151

5．3．1　符號表達式的化簡　151

5．3．2　符號表達式的替換　156

5．4　符號可變的精度計算　159

5．5　符號線性代數　161

5．5．1　基礎代數運算　161

5．5．2　線性代數運算　162

5．6　符號方程求解　164

5．6．1　求代數方程的符號解　164

5．6．2　求代數方程組的符號解　164

5．6．3　求微分方程的符號解　166

5．6．4　求微分方程組的符號解　168

5．7　符號積分變換　168

5．7．1　傅立葉變換及其反變換　168

5．7．2　拉普拉斯變換及其反變換　170

5．7．3　z變換及其反變換　171

第6章　MATLAB編程基礎　173

6．1　M檔案　173

6．1．1　M檔案編輯器　174

6．1．2　M檔案的基本內容　175

6．1．3　腳本式M檔案　178

6．1．4　函式式M檔案　178

6．2　流程控制　179

6．2．1　順序結構　179

6．2．2　if語句　180

6．2．3　switch語句　181

6．2．4　for循環　182

6．2．5　while循環　183

6．2．6　continue命令　184

6．2．7　break命令　185

6．2．8　return命令　185

6．2．9　人機互動命令　186

6．3　函式的類型　188

6．3．1　主函式　188

6．3．2　子函式　188

6．3．3　私有函式　189

6．3．4　嵌套函式　190

6．3．5　重載函式　193

6．3．6　匿名函式　193

6．4　函式的變數　197

6．4．1　變數類型　197

6．4．2　變數的傳遞　199

6．5　函式句柄　201

6．5．1　函式句柄的創建　201

6．5．2　函式句柄的調用　202

6．5．3　函式句柄的操作　202

6．6　串演算函式　204

6．6．1　eval函式　204

6．6．2　feval函式　205

6．6．3　inline函式　205

6．7　記憶體的使用　206

6．7．1　記憶體管理函式　207

6．7．2　高效使用記憶體的策略　207

6．7．3　解決“Out of Memory”

問題　209

6．8　程式調試和最佳化　209

6．8．1　使用Debugger視窗調試　210

6．8．2　在命令視窗中調試　213

6．8．3　通過Profiler檢測性能　216

6．9　錯誤處理　219

6．9．1　使用try…catch語句

捕捉錯誤　219

6．9．2　處理錯誤和從錯誤中恢復　219

6．9．3　警告　221

第7章　數據可視化　224

7．1　繪圖的基本知識　224

7．1．1　離散數據和離散函式的

可視化　224

7．1．2　連續函式的可視化　225

7．1．3　可視化的一般步驟　226

7．2　二維圖形　226

7．2．1　基本繪圖函式　227

7．2．2　曲線的色彩、線型和數據

點型　229

7．2．3　坐標、刻度和格線控制　231

7．2．4　圖形標識　233

7．2．5　雙坐標圖和子圖　236

7．2．6　雙軸對數圖形　238

7．2．7　特殊二維圖形　238

7．3　三維圖形　245

7．3．1　繪製三維曲線圖　246

7．3．2　繪製三維曲面圖　246

7．3．3　特殊三維圖形　248

7．4　三維圖形的高級控制　250

7．4．1　視點控制　251

7．4．2　顏色的使用　251

7．4．3　光照控制　252

第8章　圖像處理　253

8．1　圖像檔案的操作　253

8．1．1　查詢圖像檔案的信息　254

8．1．2　圖像檔案的讀寫　255

8．1．3　圖像檔案的顯示　256

8．1．4　圖像格式的轉換　257

8．2　圖像的幾何運算　259

8．2．1　圖像的平移　259

8．2．2　圖像的鏡像變換　259

8．2．3　圖像的縮放　260

8．2．4　圖像的旋轉　261

8．2．5　圖像的剪下　262

8．3　圖像的正交變換　262

8．3．1　傅立葉變換　262

8．3．2　離散餘弦變換　263

8．3．3　Radon變換　265

8．4　MATLAB圖像增強　266

8．4．1　像素值及其統計特性　266

8．4．2　對比度增強　268

8．4．3　直方圖均衡化　270

8．4．4　空域濾波增強　271

8．4．5　頻域增強　273

第9章　圖形用戶界面設計　275

9．1　句柄圖形對象　275

9．1．1　圖形對象　275

9．1．2　圖形對象句柄　276

9．1．3　圖形對象屬性的獲取和

設定　277

9．2　GUIDE簡介　280

9．2．1　啟動GUI　281

9．2．2　Layout編輯器　281

9．2．3　運行GUI　282

9．3　創建GUI　282

9．3．1　GUI的布局　282

9．3．2　選單的創建　283

9．3．3　控制項　287

9．4　回調函式　291

9．4．1　變數的傳遞　291

9．4．2　函式編寫　292

9．5　GUI設計示例　294

第　10章 數據檔案I/O　301

10．1　處理檔案名稱稱　301

10．2　MATLAB支持的檔案格式　302

10．3　導入嚮導的使用　303

10．4　MAT檔案的讀寫　304

10．4．1　MAT檔案的寫入　304

10．4．2　MAT檔案的讀取　306

10．5　Text檔案的讀寫　306

10．5．1　Text檔案的讀取　307

10．5．2　Text檔案的寫入　309

10．6　Excel檔案的讀寫　310

10．7　音頻/視頻檔案操作　312

10．7．1　獲取音頻/視頻檔案的

檔案頭信息　312

10．7．2　音頻/視頻檔案的導入與

導出　312

第　11章 MATLAB最佳化問題套用　314

11．1　MATLAB最佳化工具箱　314

11．1．1　MATLAB求解器　314

11．1．2　極小值最佳化　315

11．1．3　多目標最佳化　322

11．1．4　方程組求解　323

11．1．5　最小二乘及數據擬合　324

11．2　模式搜尋法　325

11．3　模擬退火算法　327

11．3．1　模擬退火算法簡介　327

11．3．2　模擬退火算法的套用　327

11．3．3　關於計算結果的說明　329

11．4　遺傳算法　329

11．4．1　遺傳算法簡介　329

11．4．2　遺傳算法的套用　331

11．5　Optimization Tool簡介　333

第　12章 信號處理　336

12．1　信號處理基本理論　336

12．1．1　信號的生成　336

12．1．2　數字濾波器結構　340

12．2　IIR濾波器的MATLAB實現　342

12．2．1　IIR濾波器經典設計　342

12．2．2　IIR濾波器直接設計法　349

12．2．3　廣義巴特沃思IIR濾波器

設計　350

12．3　FIR濾波器的MATLAB實現　351

12．3．1　FIR濾波器設計　352

12．3．2　fir1函式　352

12．3．3　fir2函式　354

第　13章 Simulink仿真　355

13．1　Simulink簡介　355

13．1．1　Simulink功能與特點　355

13．1．2　Simulink的安裝與啟動　356

13．2　Simulink基礎　358

13．2．1　Simulink模型的含義　358

13．2．2　Simulink模組操作　358

13．2．3　Simulink信號線操作　362

13．2．4　Simulink對模型的注釋　363

13．2．5　Simulink中常用的

模型庫　363

13．2．6　Simulink仿真配置　366

13．3　Simulink動態系統仿真　370

13．3．1　簡單系統的仿真分析　370

13．3．2　離散系統的仿真分析　372

13．3．3　連續系統的仿真分析　374

13．4　Simulink模型中的子系統　377

13．4．1　子系統的建立　377

13．4．2　子系統的封裝　378

13．5　Simulink中的S函式　383

13．5．1　S函式　383

13．5．2　S函式的作用和原理　383

13．5．3　用M檔案創建S函式　384

第　14章 應用程式接口　387

14．1　MATLAB應用程式接口介紹　387

14．2　MATLAB調用C/C++　388

14．2．1　MATLAB MEX檔案　388

14．2．2　C/C++ MEX檔案的使用　391

14．3　在C/C++中調用MATLAB

引擎　397

14．3．1　MATLAB計算引擎概述　397

14．3．2　MATLAB計算引擎庫

函式　397

14．3．3　在C/C++中調用MATLAB

引擎的示例　399

14．4　MATLAB編譯器　404

14．4．1　MATLAB編譯器的安裝和

設定　405

14．4．2　MATLAB編譯器的使用　405

14．4．3　獨立應用程式　407

第　15章 MATLAB基礎計算技巧　416

15．1　MATLAB數組創建與重構技巧　416

15．2　MATLAB數據類型使用技巧　422

15．3　MATLAB數值計算技巧　424

15．4　MATLAB檔案讀取操作技巧　426

15．5　MATLAB繪圖技巧　427

第　16章 MATLAB編程技巧　430

16．1　MATLAB編程風格　430

16．1．1　命名規則　430

16．1．2　檔案與程式結構　432

16．1．3　基本語句　433

16．1．4　排版、注釋與文檔　436

16．2　MATLAB編程注意事項　439

16．3　記憶體的使用　440

16．4　提高MATLAB運行效率　441

16．4．1　提高運行效率的基本

原則　441

16．4．2　提高運行效率的示例　443

第　17章 MATLAB在數學建模中的

套用　446

17．1　MATLAB蒙特卡羅模擬　446

17．1．1　蒙特卡羅方法簡介　446

17．1．2　蒙特卡羅方法編程示例　447

17．2　MATLAB灰色系統的理論與

套用　448

17．2．1　GM(1，1)預測模型簡介　449

17．2．2　灰色預測計算示例　450

17．3　MATLAB模糊聚類分析　452

17．3．1　模糊聚類分析簡介　452

17．3．2　模糊聚類分析套用示例　453

17．4　MATLAB層次分析法的套用　457

17．4．1　層次分析法簡介　457

17．4．2　層次分析法的套用　460

作者簡介

胡曉冬，有十年以上的MATLAB使用經驗，在日常的工作中也是以MATLAB作為主要的編程工具進行算法方面的編程，並且在之前編寫過多本MATLAB教程。在過去的多年裡面一直在跟進MATLAB軟體的更新，對於新的功能尤其是人性化方面的功能有著深入體會。