本书面向MATLAB的初、中级读者，在介绍MATLABR2020a集成环境的基础上，对MATLAB使用中常用的知识和工具进行了详细的介绍。书中各章均提供了大量有针对性的示例，可供读者实战练习。根据内容的侧重点不同，全书分为4部分，共24章：～5章为基础部分；第6～10章为数学应用部分；1～15章为工程应用部分；6～20章为不错应用部分，第21～24章为知识拓展部分。由于篇幅受限，9～24章为赠送电子图书部分。为了使用户能够更好地操作MATLAB，本书中示例的命令已记录在M文件及其他相关文件中，用户可以将相关的目录设置为工作目录，直接使用M文件进行操作，以便快速掌握MATLAB的使用方法。

刘浩，男，毕业于天津工业大学。04年获得Adobe系列产品专家证书，ACCD平面设计师证书，CEAC国家信息产业平面设计师证书。上海碧海金沙设计总监，上海Nordri设计工作室（上海诺睿网络信息科技有限公司）创始人兼任设计总监，北京拓扑人咨询不错顾问，wps office签约讲师，复旦MBA港大项目组签约讲师。

部分
章MATLABR2020a概述1
1.1MATLAB简介2
1.1.1MathWorks及其产品概述2
1.1.2MATLAB与其他数学软件2
1.1.3MATLAB的主要特点3
1.1.4MATLAB系统的组成3
1.1.5MATLAB应用程序简介4
1.2MATLABR2020a的目录结构5
1.3MATLABR2020a的工作环境6
1.3.1选项卡/面板6
1.3.2命令行窗口7
1.3.3工作区窗口8
1.4MATLAB的通用命令8
1.5MATLAB文件管理9
1.5.1当前文件夹窗口9
1.5.2搜索路径及其设置10
1.6MATLAB帮助系统12
1.6.1纯文本帮助12
1.6.2演示（Demos）帮助13
1.6.3帮助导航浏览器13
1.7初步使用MATLAB13
1.8本章小结14
第2章MATLAB基础知识15
2.1数据类型16
2.1.1数值类型16
2.1.2逻辑类型20
2.1.3字符和字符串22
2.1.4函数句柄24
2.1.5结构体类型26
2.1.6数组类型29
2.1.7单元数组类型31
2.1.8map容器类型34
2.2基本矩阵操作38
2.2.1矩阵和数组的概念及其区别38
2.2.2矩阵的构造39
2.2.3矩阵大小及结构的改变43
2.2.4矩阵下标引用44
2.2.5矩阵信息的获取47
2.2.6矩阵的保存和加载52
2.3运算符57
2.3.1算术运算符58
2.3.2关系运算符59
2.3.3逻辑运算符60
2.3.4运算优先级61
2.4字符串处理函数62
2.4.1字符串的构造62
2.4.2字符串比较函数64
2.4.3字符串查找和替换函数64
2.4.4字符串―数值转换66
2.5本章小结66
第3章数组与矩阵67
3.1数组运算68
3.1.1数组的创建和操作68
3.1.2数组的常见运算71
3.2矩阵操作76
3.2.1创建矩阵76
3.2.2改变矩阵大小80
3.2.3重构矩阵83
3.3矩阵元素的运算83
3.3.1矩阵的加减法运算83
3.3.2矩阵的乘法运算84
3.3.3矩阵的除法运算86
3.3.4矩阵的幂运算86
3.3.5矩阵元素的查找87
3.3.6矩阵元素的排序88
3.3.7矩阵元素的求和88
3.3.8矩阵元素的求积89
3.3.9矩阵元素的差分90
3.4矩阵运算91
3.4.1矩阵分析91
3.4.2矩阵分解96
3.4.3特征值和特征向量102
3.5稀疏矩阵104
3.5.1稀疏矩阵的存储方式104
3.5.2稀疏矩阵的生成104
3.5.3稀疏矩阵的运算109
3.6本章小结109
第4章MATLAB编程基础110
4.1M文件编辑器111
4.2变量114
4.2.1变量的命名114
4.2.2变量的类型114
4.2.3MATLAB默认的特殊变量115
4.2.4关键字115
4.3MATLAB的控制流116
4.3.1顺序结构116
4.3.2if-else-end分支结构117
4.3.3switch-case结构118
4.3.4try-catch结构120
4.3.5for循环结构121
4.3.6while循环结构123
4.4控制程序流的其他常用指令124
4.4.1return指令124
4.4.2input和keyboard指令124
4.4.3yesinput指令125
4.4.4pause指令125
4.4.5continue指令125
4.4.6break指令126
4.4.7error和warning指令126
4.5脚本和函数127
4.5.1脚本127
4.5.2函数128
4.5.3M文件的一般结构129
4.5.4匿名函数、子函数、私有函数与私有目录131
4.5.5重载函数132
4.5.6eval和feval函数133
4.5.7内联函数135
4.5.8向量化和预分配138
4.5.9函数的函数138
4.5.10P码文件139
4.6M文件中变量的检测与传递141
4.6.1输入/输出变量检测指令141
4.6.2“可变数量”输入/输出变量141
4.6.3跨空间变量传递和赋值143
4.7MATLAB程序的调试145
4.7.1程序调试的基本概念145
4.7.2直接调试法146
4.7.3使用调试函数进行调试147
4.7.4工具调试法150
4.7.5程序的性能优化技术151
4.8本章小结152
第5章数据可视化153
5.1图形绘制154
5.1.1离散数据及离散函数154
5.1.2连续函数155
5.1.3图形绘制示例155
5.1.4图形绘制的基本步骤157
5.2二维图形绘制157
5.2.1plot指令158
5.2.2栅格162
5.2.3文字说明162
5.2.4线型、标记和颜色165
5.2.5坐标轴设置168
5.2.6图形叠绘169
5.2.7子图绘制169
5.2.8交互式绘图171
5.2.9双坐标轴绘制172
5.2.10fplot绘图指令173
5.2.11ezplot绘图指令174
5.2.12特殊坐标轴绘图174
5.2.13二维特殊图形函数176
5.3三维图形绘制180
5.3.1曲线图绘制180
5.3.2网格图绘制181
5.3.3曲面图绘制182
5.3.4光照模型183
5.3.5绘制等值线图184
5.4四维图形可视化185
5.4.1用颜色描述第四维185
5.4.2其他函数186
5.5本章小结187
第2部分
第6章数据分析188
6.1多项式及其函数189
6.1.1多项式的表达式和创建189
6.1.2多项式求根190
6.1.3多项式的四则运算191
6.1.4多项式的导数、积分与估值193
6.1.5多项式运算函数及操作指令194
6.1.6有理多项式195
6.2数据插值196
6.2.1一维插值196
6.2.2二维插值199
6.3函数的极限200
6.3.1极限的概念201
6.3.2求极限的函数201
6.4函数数值积分202
6.4.1数值积分问题的数学表述202
6.4.2一元函数的数值积分203
6.4.3多重数值积分204
6.5本章小结205
第7章符号计算206
7.1MATLAB符号计算概述207
7.2符号对象和符号表达式207
7.2.1符号对象的创建命令207
7.2.2符号对象的创建示例208
7.2.3符号计算中的运算符和函数211
7.2.4符号对象的类别识别函数214
7.2.5符号表达式中的变量确定216
7.2.6符号精度计算217
7.3符号表达式操作219
7.3.1符号表达式显示219
7.3.2符号表达式合并219
7.3.3符号表达式展开220
7.3.4符号表达式嵌套221
7.3.5符号表达式分解221
7.3.6符号表达式化简222
7.4符号表达式替换223
7.4.1subs替换函数223
7.4.2subexpr替换函数224
7.5符号函数的操作225
7.5.1复合函数操作225
7.5.2反函数操作226
7.6符号微积分227
7.6.1符号表达式的极限227
7.6.2符号表达式的微分228
7.6.3符号表达式的积分230
7.6.4符号表达式的级数求和231
7.6.5符号表达式的泰勒级数231
7.7符号积分变换232
7.7.1傅里叶变换及其反变换233
7.7.2拉普拉斯变换及其反变换234
7.7.3Z变换及其反变换234
7.8符号代数方程求解236
7.9符号微分方程求解238
7.10符号分析可视化240
7.10.1funtool分析界面240
7.10.2taylortool分析界面243
7.11本章小结244
第8章概率统计245
8.1产生随机变量246
8.1.1二项分布的随机数据的产生246
8.1.2正态分布的随机数据的产生246
8.1.3常见分布的随机数产生247
8.2概率密度计算248
8.2.1通用函数概率密度值248
8.2.2专用函数概率密度值250
8.3累积概率分布251
8.3.1通用函数累积概率值251
8.3.2专用函数累积概率值252
8.4统计特征253
8.4.1平均值、中值253
8.4.2数据比较254
8.4.3期望255
8.4.4方差和标准差255
8.4.5协方差与相关系数255
8.5统计作图257
8.5.1正整数频率表257
8.5.2累积分布函数图形257
8.5.3最小二乘拟合直线258
8.5.4绘制正态分布概率图形259
8.5.5样本数据的盒图259
8.5.6参考线绘制260
8.5.7样本概率图形262
8.5.8正态拟合直方图262
8.6本章小结263
第9章数学建模函数264
9.1曲线拟合函数265
9.1.1多项式拟合265
9.1.2加权最小方差（WLS）拟合原理及示例266
9.1.3非线性曲线拟合268
9.2参数估计函数269
9.2.1常见分布的参数估计269
9.2.2点估计271
9.2.3区间估计273
9.3参数传递273
9.3.1输入和输出参数的数目274
9.3.2可变数目的参数传递275
9.3.3返回被修改的输入参数275
9.3.4全局变量276
9.4本章小结277
0章经典智能算法278
10.1粒子群算法的MATLAB实现279
10.1.1基本原理279
10.1.2程序设计280
10.1.3经典应用286
10.2遗传算法的MATLAB实现290
10.2.1基本原理291
10.2.2程序设计293
10.2.3经典应用298
10.3蚁群算法概述304
10.3.1基本原理304
10.3.2程序设计305
10.3.3经典应用307
10.4本章小结314
第3部分
1章偏微分方程工具箱315
11.1偏微分方程工具箱介绍316
11.1.1偏微分方程常见类型介绍316
11.1.2偏微分方程工具箱简介321
11.2求解偏微分方程示例323
11.2.1求解椭圆方程323
11.2.2求解抛物线方程327
11.2.3求解双曲线方程331
11.2.4求解特征值方程335
11.3本章小结338
2章优化工具箱339
12.1优化工具箱及最优化问题介绍340
12.1.1优化工具箱中的常用函数340
12.1.2最优化问题343
12.2线性规划346
12.2.1线性规划函数346
12.2.2线性规划问题的应用347
12.3无约束非线性规划355
12.3.1基本数学原理介绍356
12.3.2无约束非线性规划函数356
12.3.3无约束非线性规划问题的应用360
12.4二次规划360
12.4.1二次规划函数quadprog360
12.4.2二次规划问题的应用362
12.5有约束最小化363
12.5.1有约束最小化函数fmincon363
12.5.2有约束最小化应用366
12.6目标规划367
12.6.1目标规划函数fgoalattain367
12.6.2目标规划应用370
12.7优选最小化373
12.7.1优选最小化函数fminimax374
12.7.2优选最小化应用375
12.8本章小结377
3章小波分析工具箱378
13.1小波分析379
13.1.1小波分析概述379
13.1.2傅里叶变换和小波变换380
13.1.3多分辨分析383
13.1.4小波包分析385
13.1.5几种常用的小波388
13.1.6小波应用演示示例390
13.2小波分析工具箱介绍392
13.2.1小波分析工具箱的启动392
13.2.2一维连续小波分析工具393
13.2.3一维离散小波分析工具397
13.3小波分析在图像处理中的应用402
13.3.1基于小波变换的图像局部压缩403
13.3.2二维小波变换的图像压缩404
13.3.3图像压缩中阈值的确定与作用命令407
13.3.4基于小波包变换的图像压缩409
13.3.5小波变换用于图像去噪410
13.3.6小波分析用于图像增强414
13.3.7图像钝化与锐化415
13.3.8小波分析用于图像融合418
13.3.9小波分析用于图像分解419
13.4本章小结422
4章Simulink仿真基础423
14.1Simulink概述424
14.1.1Simulink的基本概念424
14.1.2Simulink的工作环境与启动426
14.1.3Simulink模型的特点428
14.1.4Simulink模块的组成429
14.1.5Simulink中的数据类型430
14.1.6Simulink中的模块和模块库433
14.1.7Simulink常用工具437
14.1.8Simulink的示例演示438
14.2Simulink模型创建441
14.2.1Simulink模块的基本操作441
14.2.2模型和模型文件444
14.2.3创建模型的基本步骤和技巧446
14.3过零检测和代数环449
14.3.1过零检测449
14.3.2代数环451
14.4本章小结452
5章Simulink仿真应用453
15.1子系统的创建和封装454
15.1.1子系统介绍454
15.1.2创建子系统455
15.1.3封装子系统456
15.2仿真模型的分析459
15.2.1模型状态的确定459
15.2.2线性化的数学描述461
15.2.3平衡点分析462
15.2.4微分方程的求解算法463
15.3运行仿真464
15.3.1启动仿真465
15.3.2仿真的配置467
15.3.3优化仿真过程472
15.4模型调试474
15.4.1Simulink调试器475
15.4.2命令行调试及设置断点475
15.5Simulink实例应用476
15.6本章小结481
第4部分
6章句柄图形对象482
16.1句柄图形对象体系483
16.1.1句柄图形组织483
16.1.2句柄图形对象类型简介483
16.2句柄图形对象操作484
16.2.1创建对象484
16.2.2访问对象句柄486
16.2.3复制和删除对象488
16.2.4控制图形输出489
16.2.5保存句柄493
16.3对象属性设置494
16.3.1设置属性494
16.3.2设置默认属性495
16.3.3通用属性498
16.4Figure对象498
16.4.1Figure对象介绍498
16.4.2Figure对象操作499
16.5Axes对象500
16.5.1标签与外观500
16.5.2位置501
16.5.3一图多轴502
16.5.4坐标轴控制505
16.5.5线条颜色控制506
16.5.6绘图操作507
16.6Core对象508
16.6.1Core对象介绍508
16.6.2Core对象创建示例509
16.7Plot对象509
16.7.1Plot对象介绍509
16.7.2Plot对象创建示例510
16.7.3连接变量510
16.8Group对象511
16.8.1Group对象介绍511
16.8.2创建Group对象511
16.8.3对象变换512
16.9Annotation对象513
16.9.1Annotation对象介绍513
16.9.2Annotation对象使用示例513
16.10本章小结514
7章图形用户界面515
17.1图形用户界面介绍516
17.2图形用户界面控件516
17.2.1图形用户界面控件的创建517
17.2.2鼠标动作执行519
17.2.3事件队列的执行顺序520
17.2.4回调函数的编写521
17.3对话框对象524
17.3.1公共对话框524
17.3.2一般对话框527
17.4界面菜单533
17.4.1菜单建立534
17.4.2菜单属性534
17.5编写M文件536
17.6图形用户界面创建工具GUIDE537
17.6.1利用创建工具GUIDE进行GUI设计537
17.6.2GUIDE创建的工具543
17.6.3创建带Uicontrol控件的图形用户界面545
17.7本章小结546
8章文件I/O操作547
18.1文件夹的管理548
18.1.1当前文件夹管理548
18.1.2创建文件夹551
18.1.3删除文件夹552
18.1.4复制或移动文件夹553
18.2打开和关闭文件556
18.2.1打开文件556
18.2.2关闭文件557
18.3工作区数据――MAT文件558
18.3.1输出数据到MAT文件558
18.3.2读取MAT文件――load函数559
18.3.3查看MAT文件的变量559
18.4读/写二进制文件560
18.4.1写二进制文件560
18.4.2读二进制文件562
18.5读/写文本文件564
18.5.1写文本文件564
18.5.2读文本文件565
18.5.3其他读/写文本文件的函数568
18.6文件内的位置控制573
18.7导入数据576
18.8本章小结577