MATLAB完全自学手册

目 录
第1篇 MATLAB基础
第1章 MATLAB 2013a概述
1.1 MATLAB简介
1.1.1 MATLAB的发展
1.1.2 MATLAB的主要功能
1.1.3 MATLAB 2013a的新特性
1.2 MATLAB 2013a安装与卸载
1.2.1 MATLAB 2013a安装
1.2.2 MATLAB 2013a卸载
1.3 MATLAB 2013a用户界面
1.3.1 菜单栏简介
1.3.2 命令窗口
1.3.3 历史命令窗口
1.3.4 工作空间窗口
1.3.5 当前目录窗口
1.3.6 帮助系统简介
1.4 MATLAB 2013a基础知识
1.4.1 MATLAB 2013a基本数值计算
1.4.2 MATLAB 2013a矩阵处理
1.4.3 MATLAB 2013a数据可视化
1.4.4 MATLAB 2013a程序设计功能
1.5 小结
第2篇 MATLAB中的矩阵运算
第2章 MATLAB 2013a的矩阵操作
2.1 矩阵的生成
2.1.1 简单矩阵的创建
2.1.2 调用函数创建特殊矩阵
2.2 矩阵的拼接
2.2.1 基本拼接
2.2.2 拼接函数
2.3 改变矩阵尺寸
2.3.1 扩大矩阵的尺寸
2.3.2 缩小矩阵的尺寸
2.4 改变矩阵形状
2.5 向量、标量与空矩阵
2.5.1 向量
2.5.2 标量
2.5.3 空矩阵
2.6 矩阵寻访
2.6.1 下标转换
2.6.2 访问单元素
2.6.3 访问多元素
2.7 获取矩阵信息
2.7.1 获取矩阵元素的数据类型
2.7.2 获取矩阵的数据结构
2.7.3 获取矩阵的尺寸信息
2.8 高维数组
2.8.1 高维数组的创建
2.8.2 访问高维数组的信息
2.8.3 高维数组操作函数
2.9 小结
第3章 MATLAB 2013a的数据类型
3.1 MATLAB中的数值类型
3.1.1 整数类型
3.1.2 单精度浮点型
3.1.3 双精度浮点类型
3.1.4 复数
3.1.5 无穷
3.1.6 非数
3.2 MATLAB中的逻辑类型
3.2.1 逻辑类型
3.2.2 关系运算符
3.2.3 逻辑运算符
3.2.4 运算符的优先级
3.3 MATLAB中的字符与字符串
3.3.1 字符数组的建立
3.3.2 字符串的比较
3.3.3 字符串的查找与替换
3.3.4 字符串与数值类型的互相转换
3.4 小结
第4章 元胞数组和构架数组
4.1 元胞数组
4.1.1 直接创建元胞数组
4.1.2 调用函数生成元胞数组
4.1.3 元胞数组的扩容、删减和重置
4.1.4 访问元胞数组内容
4.1.5 嵌套元胞数组
4.1.6 字符串元胞数组
4.2 构架数组
4.2.1 创建构架数组
4.2.2 访问构架数组元素
4.3 小结
第5章 矩阵分析
5.1 数值计算中的矩阵
5.1.1 MATLAB中的矩阵应用
5.1.2 线性代数方程的矩阵求解法
5.1.3 最大（小）值
5.2 矩阵基本运算
5.2.1 矩阵的加、减
5.2.2 矩阵乘法
5.2.3 矩阵除法
5.2.4 矩阵的幂
5.2.5 矩阵按位运算
5.2.6 关系运算
5.3 矩阵特征量
5.3.1 矩阵的行列式
5.3.2 矩阵的逆
5.3.3 矩阵的范数
5.3.4 矩阵的条件数
5.3.5 矩阵的秩
5.4 矩阵分解
5.4.1 特征分解
5.4.2 Schur分解
5.4.3 Cholesky分解
5.4.4 LU分解
5.4.5 QR分解
5.4.6 SVD分解
5.5 矩阵函数
5.5.1 矩阵函数的概念
5.5.2 常用矩阵函数
5.5.3 自定义矩阵函数
5.6 稀疏矩阵
5.6.1 稀疏矩阵与全矩阵
5.6.2 创建稀疏矩阵
5.6.3 稀疏矩阵的操作
5.6.4 稀疏矩阵的运算
5.7 小结
第3篇 MATLAB数据分析
第6章 函数分析
6.1 MATLAB中函数的创建
6.2 函数的零点
6.3 函数微分
6.4 函数积分
6.4.1 单重数值积分
6.4.2 多重数值积分
6.5 函数最优化
6.6 函数可视化
6.7 小结
第7章 数据分析
7.1 最大（小）值、中位数
7.2 排序
7.3 分位数
7.4 求和（积）、差分
7.4.1 求和
7.4.2 求积
7.4.3 求累计和、积和差分
7.5 均值和方差
7.6 数据预处理
7.6.1 处理缺失数据
7.6.2 处理奇异值
7.7 统计分析
7.7.1 关于数学符号的说明
7.7.2 几种重要的概率分布
7.7.3 生成随机数
7.7.4 数据直方图分析
7.7.5 数据统计函数
7.8 小结 第8章 高级数值计算
8.1 多项式
8.1.1 多项式表示
8.1.2 矩阵的特征多项式
8.1.3 求多项式的值
8.1.4 求多项式的根
8.1.5 多项式卷积和反卷积
8.1.6 多项式微积分
8.1.7 有理式的部分展开
8.2 插值
8.2.1 一维插值
8.2.2 二维插值
8.2.3 高维插值
8.2.4 样条插值
8.2.5 插值方法比较
8.3 回归分析
8.3.1 线性回归分析
8.3.2 多项式回归分析
8.3.3 多分量回归分析
8.4 曲线拟合
8.4.1 多项式拟合
8.4.2 指数函数拟合
8.4.3 交互式曲线拟合工具
8.5 傅里叶分析
8.5.1 快速傅里叶变换（FFT）、逆快速傅里叶变换（IFFT）
8.5.2 FFT的幅度和相位
8.5.3 傅里叶分析的应用例子
8.6 常微分方程
8.6.1 一阶常微分方程
8.6.2 ODE函数的选择
8.6.3 高阶常微分方程
8.7 小结
第9章 符号计算
9.1 符号类型与数值类型的区别
9.2 符号对象及其创建
9.2.1 创建符号变量
9.2.2 创建符号表达式
9.2.3 符号对象与数值的转换
9.3 符号函数
9.3.1 创建符号函数
9.3.2 复合函数
9.3.3 反函数
9.3.4 特殊符号函数
9.4 符号表达式的复合和化简
9.4.1 显示符号表达式
9.4.2 展开、分解及化简符号表达式
9.4.3 符号表达式替换
9.5 符号矩阵
9.5.1 创建符号矩阵
9.5.2 符号矩阵的代数运算
9.5.3 符号矩阵的逻辑运算
9.5.4 符号矩阵的行列式
9.5.5 符号矩阵的逆
9.5.6 符号矩阵的秩
9.5.7 符号矩阵的特征分解
9.5.8 符号矩阵的SVD分解
9.6 符号微积分
9.6.1 极限
9.6.2 微分
9.6.3 积分
9.6.4 Taylor展开
9.6.5 级数求和
9.7 符号方程求解
9.7.1 一般代数方程
9.7.2 线性代数方程组
9.7.3 符号常微分方程
9.8 小结
第4篇 MATLAB图形
第10章 二维图形
10.1 二维图形的绘制
10.1.1 二维图形绘图步骤
10.1.2 绘制二维图形
10.1.3 快速绘图函数
10.1.4 绘制子图
10.1.5 图形叠绘
10.1.6 绘制双Y轴图形
10.1.7 交互式绘图函数
10.2 编辑二维图形
10.2.1 设置图形线型、数据点型和颜色
10.2.2 设置坐标轴区间
10.2.3 设置图形网格和坐标轴外框
10.2.4 注释图形
10.3 绘制和编辑特殊图形
10.3.1 绘制和编辑条形图
10.3.2 绘制和编辑区域图
10.3.3 绘制和编辑饼状图
10.3.4 绘制和编辑柱状图
10.3.5 绘制和编辑离散数据点图形
10.3.6 绘制和编辑罗盘图
10.3.7 绘制和编辑羽毛图
10.3.8 绘制和编辑轮廓图
10.3.9 绘制和编辑箭头图
10.4 小结
第11章 三维图形
11.1 绘制三维图形
11.1.1 基本绘制函数——plot3函数
11.1.2 绘制三维网格——mesh函数
11.1.3 绘制三维曲面——surf函数
11.2 三维图形编辑
11.2.1 色彩处理
11.2.2 光源设置
11.2.3 视角控制
11.3 高维可视化
11.4 小结
第12章 图形对象和句柄
12.1 图形对象
12.1.1 图形对象的体系结构
12.1.2 图形对象的类型
12.1.3 MATLAB中对象的属性
12.2 访问对象句柄
12.2.1 获取当前对象的句柄
12.2.2 调用findobj函数通过属性值查询对象
12.2.3 使用句柄操作对象
12.3 设置和访问MATLAB对象属性
12.3.1 设置属性值
12.3.2 查询属性值
12.3.3 默认属性
12.4 图形窗口对象
12.4.1 设置图形窗口的位置属性
12.4.2 设置图形窗口的色彩属性
12.4.3 图像窗口的绘制模式
12.4.4 定制图形窗口的光标
12.5 轴对象
12.5.1 设置轴对象的位置属性
12.5.2 设置轴对象的刻度、刻度标记及坐标轴方向属性
12.5.3 轴对象的多轴重叠
12.5.4 轴对象的自动模式属性
12.6 控制图形输出
12.6.1 定制图形输出的窗口
12.6.2 定制图形输出的轴
12.6.3 利用newPlot属性定制图形输出的重叠属性
12.7 M文件内对句柄的操作
12.8 小结
第5篇 MATLAB程序设计
第13章 MATLAB 2013a程序设计
13.1 M文件
13.1.1 M文件的结构
13.1.2 M文件分类
13.1.3 脚本文件
13.1.4 函数文件
13.1.5 P码文件
13.2 变量
13.2.1 命名变量
13.2.2 MATLAB特殊变量
13.2.3 MATLAB中的关键字
13.2.4 不同类型的变量
13.2.5 变量检测函数
13.3 函数
13.3.1 匿名函数
13.3.2 主函数与子函数
13.3.3 嵌套函数
13.4 程序结构及流控制语句
13.4.1 顺序结构
13.4.2 循环结构——for语句
13.4.3 循环结构——while语句
13.4.4 分支结构——if语句
13.4.5 分支结构——switch语句
13.4.6 纠错结构——try-catch语句
13.4.7 跳出循环——continue语句
13.4.8 结束循环——break语句
13.5 交互控制指令
13.5.1 输入控制——input指令
13.5.2 键盘控制——keyboard指令
13.5.3 暂停执行——pause指令
13.5.4 终止操作——return指令
13.5.5 错误警告——warning指令
13.5.6 警告终止——error指令
13.5.7 指令查询——echo指令
13.6 小结
第14章 程序调试、优化和出错处理
14.1 程序调试
14.1.1 调试的基本任务
14.1.2 调试函数
14.1.3 MATLAB调试器
14.1.4 警告和错误
14.2 性能优化
14.2.1 性能分析
14.2.2 效率优化技术
14.2.3 内存优化技术
14.3 出错处理
14.3.1 Try-catch错误查询
14.3.2 错误处理
14.4 小结
第15章 图形用户界面（GUI）
15.1 GUI设计方式
15.1.1 GUI对象及层次结构
15.1.2 回调函数
15.1.3 手工代码式GUI程序
15.1.4 GUIDE式GUI程序
15.1.5 GUIDE界面环境
15.2 GUI界面设计
15.2.1 界面设计原则
15.2.2 窗口和轴
15.2.3 菜单
15.2.4 控件
15.3 GUI程序设计
15.3.1 GUI M文件结构
15.3.2 GUIDE的数据组织
15.3.3 设计回调函数
15.4 GUI应用实例
15.4.1 分析用户需求
15.4.2 设计GUI界面
15.4.3 设计GUI程序
15.4.4 GUI程序发布
15.5 小结
第16章 MATLAB文件I/O操作
16.1 MATLAB可读取文件格式
16.2 高级文件I/O程序
16.2.1 LOAD/SAVE函数
16.2.2 UIGETFILE/UIPUTFILE函数
16.2.3 UIIMPORT/IMPORTDATA函数
16.2.4 TEXTREAD/STRREAD函数
16.3 低级文件I/O程序
16.3.1 FOPEN函数
16.3.2 FCLOSE函数
16.3.3 FWRITE函数
16.3.4 FREAD函数
16.3.5 FSCANF函数
16.3.6 FPRINTF函数
16.4 小结
第17章 MATLAB 2013a编译器
17.1 MATLAB编译器简介
17.1.1 MATLAB Compiler 4
17.1.2 MATLAB Compiler 4的功能和局限性
17.1.3 脚本文件与函数文件的转换
17.2 编译器的安装和设置
17.2.1 安装编译器
17.2.2 设置编译器
17.2.3 安装MCR
17.3 编译器使用入门
17.3.1 mcc编译指令
17.3.2 M文件编译
17.3.3 编译含绘图指令的M文件
17.4 由M文件创建独立可执行的应用程序
17.5 由M文件创建函数库（DLL）
17.6 小结
第18章 应用程序接口
18.1 mxArray数据结构
18.1.1 MATLAB和C/FORTRAN中的数组
18.1.2 mxArray
18.1.3 mx函数
18.2 C/FORTRAN MEX
18.2.1 MEX文件简介
18.2.2 配置MEX
18.2.3 C MEX
18.2.4 FORTRAN MEX
18.3 MATLAB引擎
18.3.1 MATLAB引擎简介
18.3.2 MATLAB引擎函数
18.3.3 MATLAB引擎应用示例
18.4 C读写MAT文件
18.4.1 MAT文件
18.4.2 MAT函数
18.4.3 C读写MAT文件
18.5 小结
第19章 Notebook的运用
19.1 Notebook安装和启动
19.1.1 Notebook的安装
19.1.2 Notebook的启动
19.1.3 Notebook的初始化
19.2 细胞
19.2.1 输入细胞和输出细胞
19.2.2 自初始化细胞
19.3 Notebook菜单
19.3.1 Define Calc Zone——定义“计算区”
19.3.2 Group Cells——定义“细胞群”
19.3.3 Toggle Graph Output for Cell——细胞图形输出拨动控制开关
19.3.4 Evaluate Loop——细胞的循环运行
19.3.5 Notebook Options——输出细胞格式控制
19.4 Notebook使用注意问题
19.5 小结
第6篇 MATLAB常见工具箱
第20章 图像处理工具箱
20.1 数字图像基础知识
20.1.1 数字图像的生成
20.1.2 图像的类型
20.1.3 读写图像数据
20.1.4 显示图像数据
20.1.5 转换图像格式
20.2 图像的灰度变换
20.2.1 图像的直方图
20.2.2 灰度变换
20.2.3 直方图均衡
20.3 图像的代数运算
20.3.1 图像加法
20.3.2 图像乘法
20.3.3 图像减法
20.3.4 图像除法
20.4 图像的几何运算
20.4.1 缩放图像
20.4.2 旋转图像
20.4.3 裁剪图像
20.5 线性滤波
20.5.1 卷积和相关
20.5.2 线性滤波
20.6 排序滤波
20.6.1 中值滤波
20.6.2 最大（小）值滤波
20.7 小结
第21章 信号处理工具箱
21.1 MATLAB中信号的描述
21.2 典型信号的生成
21.2.1 正弦波和余弦波
21.2.2 周期方波和锯齿波
21.2.3 周期sinc函数
21.2.4 高斯调整正弦脉冲
21.2.5 扫频信号
21.2.6 单位脉冲信号
21.2.7 单位序列
21.2.8 均匀分布的随机序列
21.2.9 高斯分布的随机序列
21.3 随机信号处理和谱分析
21.3.1 随机信号互相关函数估计
21.3.2 互协方差函数估计
21.3.3 谱分析函数psd
21.3.4 谱分析函数pwelch
21.4 模拟滤波器设计
21.4.1 滤波器的设计参数
21.4.2 巴特沃思滤波器
21.4.3 切比雪夫Ｉ型滤波器
21.4.4 切比雪夫Ⅱ型滤波器
21.4.5 模拟滤波器的频域变换
21.5 IIR数字滤波器设计
21.5.1 巴特沃思数字滤波器设计（butter函数）
21.5.2 切比雪夫I型数字滤波器设计（cheby1函数）
21.5.3 切比雪夫II型数字滤波器设计（cheby2函数）
21.5.4 椭圆数字滤波器设计（ellip函数）
21.5.5 数字滤波器阶数选择
21.6 窗函数
21.6.1 矩形窗
21.6.2 海宁窗
21.6.3 汉明窗
21.6.4 布莱克曼窗
21.6.5 凯瑟窗
21.7 FIR数字滤波器的窗函数设计
21.7.1 窗函数设计法设计步骤
21.7.2 基于窗函数法的FIR滤波器设计
21.7.3 基于频率采样法的FIR滤波器设计
21.8 模拟-数字滤波器变换
21.8.1 冲激响应不变法
21.8.2 双线性变换法
21.9 小结
第22章 小波分析工具箱
22.1 小波变换
22.1.1 基本原理
22.1.2 基小波函数
22.1.3 小波变换、反变换
22.2 小波分析应用
22.3 交互式小波分析工具
22.4 小结