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MATLAB R2016a是2016 年最新发行的MATLAB 版本，它为数据分析与处理提供了强大的工具。目前，MATLAB 已经在很多领域取得了成功应用。在这些领域的成功应用表明，MATLAB所代表的数据分析处理手段在科学、工程等方面将发挥重要的作用。

本书针对MATLAB R2016a 在部分与数学高度相关领域内的应用，引导读者掌握MATLAB的应用。

1．本书特点

由浅入深，循序渐进：本书以初、中级读者为对象，首先从MATLAB 的基础知识讲起，辅以MATLAB 在工程中的应用案例，帮助读者尽快掌握MATLAB 进行科学计算及工程分析的技能。

步骤详尽，内容新颖：本书结合作者多年MATLAB使用经验与实际工程应用案例，对MATLAB 软件的使用方法与技巧进行详细讲解。本书内容新颖，讲解过程辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而快速掌握书中所讲内容。

实例典型，轻松易学：通过学习实际工程应用案例的具体操作是掌握MATLAB 最好的方式。本书通过应用案例，透彻、详尽地讲解了MATLAB 在各方面的应用。

2．本书内容

本书分为4 部分共24 章，面向MATLAB 的初、中级读者。在介绍MATLAB R2016a集成环境的基础上，对MATLAB 使用中常用的知识和工具进行详细的介绍，书中各章均提供大量有针对性的算例，供读者实战练习。

（1）第1～5 章为基础部分，讲解MATLAB R2016a概述、MATLAB基础知识、数组与矩阵、MATLAB编程基础及数据可视化等。

第1章：MATLAB R2016a概述第2章：MATLAB 基础知识

第3章：数组与矩阵第4章：MATLAB 编程基础

第5章：数据可视化

（2）第6～10章为数学应用部分，讲解数据分析、符号数学计算和概率统计等。

第6章：数据分析第7章：符号数学计算

第8章：概率统计第9章：数学建模函数

第10章：经典智能算法

（3）第11～19 章为工程应用部分，讲解偏微分方程、优化、图像处理、信号处理、

小波分析、神经网络等工具箱，Simulink 仿真基础及应用，Stateflow建模与应用等。

第11章：偏微分方程工具箱第12章：优化工具箱

第13章：图像处理工具箱第14章：信号处理工具箱

第15章：小波分析工具箱第16章：Simulink 仿真基础

第17章：Simulink 仿真应用第18章：Stateflow建模与应用

第19章：神经网络工具箱

（4）第20～24 章为知识拓展部分，讲解句柄图形对象、图形用户界面、文件读取I/O、MATLAB编译器和外部接口应用介绍等内容。由于篇幅受限，此部分内容为电子书形式。

第20章：句柄图形对象第21章：图形用户界面

第22章：文件读取I/O 第23章：MATLAB编译器

第24章：外部接口应用介绍

3．读者对象

本书适合于MALTAB初学者和期望提高MATLAB数据分析及Simulink建模仿真工程应用能力的读者，具体说明如下：

初学MATLAB的技术人员广大科研工作人员

大中专院校的教师和在校生相关培训机构的教师和学员

参加工作实习的“菜鸟”MATLAB爱好者

4．读者服务

为了方便解决本书疑难问题，读者在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，可以发送邮件到邮箱caxart@126.com，或者访问博客http://blog.sina.com.cn/caxart，编者会尽快给予解答，我们将竭诚为您服务。

第一篇

第1章MATLAB R2016a 概述...............1

1.1 MATLAB R2016a简介................2

1.1.1 MathWorks及其产品概述........ 2

1.1.2 MATLAB 与其他数学软件....... 2

1.1.3 MATLAB 的主要特点.............. 3

1.1.4 MATLAB 的系统组成.............. 3

1.1.5 MATLAB 应用程序简介........... 4

1.1.6 MATLAB R2016a新特性......... 5

1.2 MATLAB R2016a的目录结构.....6

1.3 MATLAB R2016a的工作环境.....7

1.3.1 菜单/工具栏............................... 8

1.3.2 命令行窗口................................ 9

1.3.3 工作区........................................ 9

1.4 MATLAB R2016a的通用命令... 10

1.5 MATLAB R2016a的文件管理... 11

1.5.1 当前文件夹浏览器和路径管

理器.......................................... 11

1.5.2 搜索路径及其设置.................. 12

1.6 MATLAB R2016a的帮助系统... 13

1.6.1 纯文本帮助.............................. 13

1.6.2 演示（Demos）帮助............... 14

1.6.3 帮助导航浏览器...................... 15

1.7 MATLAB使用初步.................... 15

1.8 本章小结..................................... 16

第2章MATLAB 基础知识...................17

2.1 数据类型..................................... 18

2.1.1 数值类型.................................. 18

2.1.2 逻辑类型.................................. 22

2.1.3 字符和字符串.......................... 24

2.1.4 函数句柄..................................26

2.1.5 结构体类型...............................28

2.1.6 数组类型..................................31

2.1.7 单元数组类型...........................32

2.1.8 map 容器类型...........................35

2.2 基本矩阵操作............................. 39

2.2.1 矩阵和数组的概念及其区别...39

2.2.2 矩阵的构造...............................40

2.2.3 矩阵大小及结构的改变...........44

2.2.4 矩阵下标引用...........................45

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......................................... 58

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...............................61

2.3.4 运算优先级...............................62

2.4 字符串处理函数......................... 62

2.4.1 字符串的构造...........................63

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..................................... 74

3.2.1 创建矩阵..................................74

3.2.2 改变矩阵大小...........................79

3.2.3 重构矩阵..................................81

3.3 矩阵元素的运算......................... 81

3.3.1 矩阵的加减运算...................... 82

3.3.2 矩阵的乘法运算...................... 83

3.3.3 矩阵的除法运算...................... 84

3.3.4 矩阵的幂运算.......................... 85

3.3.5 矩阵元素的查找...................... 85

3.3.6 矩阵元素的排序...................... 86

3.3.7 矩阵元素的求和...................... 87

3.3.8 矩阵元素的求积...................... 88

3.3.9 矩阵元素的差分...................... 88

3.4 矩阵运算..................................... 89

3.4.1 矩阵分析.................................. 89

3.4.2 矩阵分解.................................. 94

3.4.3 特征值和特征向量................ 100

3.5 稀疏矩阵................................... 102

3.5.1 稀疏矩阵的存储方式............ 103

3.5.2 稀疏矩阵的生成.................... 103

3.5.3 稀疏矩阵的运算.................... 107

3.6 本章小结................................... 108

第4章MATLAB 编程基础.................109

4.1 M文件编辑器........................... 110

4.2 变量....................................... 112

4.2.1 变量的命名............................ 112

4.2.2 变量的类型............................ 113

4.2.3 MATLAB 默认的特殊变量... 113

4.2.4 关键字.................................... 114

4.3 MATLAB的控制流.................. 114

4.3.1 顺序结构................................ 114

4.3.2 if-else-end 分支结构.............. 115

4.3.3 switch-case ............................. 117

4.3.4 try-catch 结构......................... 119

4.3.5 for 循环结构.......................... 120

4.3.6 while 循环结构...................... 121

4.4 控制程序流的其他常用指令... 122

4.4.1 return 指令.............................. 122

4.4.2 input 和keyboard 指令.......... 123

4.4.3 yesinput指令.......................... 123

4.4.4 pause指令.............................. 123

4.4.5 continue指令......................... 124

4.4.6 break指令.............................. 124

4.4.7 error

本书由刘浩、韩晶编著，其中第1～8 章、第17～24 章由刘浩编写，第9～16 章由韩晶编写，另外丁金滨、白明辉、吕小军、武立军、张辉、丁学英、王伟、何嘉扬、徐玉霞、王淑明、王俊峰、王菁、白羽为本书的编写提供了大量的素材及技术支持，在此一并表示感谢。

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书籍介绍

MATLAB R2016a是2016 年最新发行的MATLAB 版本，它为数据分析与处理提供了强大的工具。目前，MATLAB 已经在很多领域取得了成功应用。在这些领域的成功应用表明，MATLAB所代表的数据分析处理手段在科学、工程等方面将发挥重要的作用。

本书针对MATLAB R2016a 在部分与数学高度相关领域内的应用，引导读者掌握MATLAB的应用。

1．本书特点

由浅入深，循序渐进：本书以初、中级读者为对象，首先从MATLAB 的基础知识讲起，辅以MATLAB 在工程中的应用案例，帮助读者尽快掌握MATLAB 进行科学计算及工程分析的技能。

步骤详尽，内容新颖：本书结合作者多年MATLAB使用经验与实际工程应用案例，对MATLAB 软件的使用方法与技巧进行详细讲解。本书内容新颖，讲解过程辅以相应的图片，使读者在阅读时一目了然，从而快速掌握书中所讲内容。

实例典型，轻松易学：通过学习实际工程应用案例的具体操作是掌握MATLAB 最好的方式。本书通过应用案例，透彻、详尽地讲解了MATLAB 在各方面的应用。

2．本书内容

本书分为4 部分共24 章，面向MATLAB 的初、中级读者。在介绍MATLAB R2016a集成环境的基础上，对MATLAB 使用中常用的知识和工具进行详细的介绍，书中各章均提供大量有针对性的算例，供读者实战练习。

（1）第1～5 章为基础部分，讲解MATLAB R2016a概述、MATLAB基础知识、数组与矩阵、MATLAB编程基础及数据可视化等。

第1章：MATLAB R2016a概述第2章：MATLAB 基础知识

第3章：数组与矩阵第4章：MATLAB 编程基础

第5章：数据可视化

（2）第6～10章为数学应用部分，讲解数据分析、符号数学计算和概率统计等。

第6章：数据分析第7章：符号数学计算

第8章：概率统计第9章：数学建模函数

第10章：经典智能算法

（3）第11～19 章为工程应用部分，讲解偏微分方程、优化、图像处理、信号处理、

小波分析、神经网络等工具箱，Simulink 仿真基础及应用，Stateflow建模与应用等。

第11章：偏微分方程工具箱第12章：优化工具箱

第13章：图像处理工具箱第14章：信号处理工具箱

第15章：小波分析工具箱第16章：Simulink 仿真基础

第17章：Simulink 仿真应用第18章：Stateflow建模与应用

第19章：神经网络工具箱

（4）第20～24 章为知识拓展部分，讲解句柄图形对象、图形用户界面、文件读取I/O、MATLAB编译器和外部接口应用介绍等内容。由于篇幅受限，此部分内容为电子书形式。

第20章：句柄图形对象第21章：图形用户界面

第22章：文件读取I/O 第23章：MATLAB编译器

第24章：外部接口应用介绍

3．读者对象

本书适合于MALTAB初学者和期望提高MATLAB数据分析及Simulink建模仿真工程应用能力的读者，具体说明如下：

初学MATLAB的技术人员广大科研工作人员

大中专院校的教师和在校生相关培训机构的教师和学员

参加工作实习的“菜鸟”MATLAB爱好者

4．读者服务

为了方便解决本书疑难问题，读者在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，可以发送邮件到邮箱caxart@126.com，或者访问博客http://blog.sina.com.cn/caxart，编者会尽快给予解答，我们将竭诚为您服务。