MATLAB是MATrix LABoratory（矩陣實驗室）的縮寫，它自從1984年由美國MathWorks公司推出以來，經過不斷改進和發展，現已成為國際公認的優秀的工程應用開發環境。

  MATLAB是一種廣泛應用于工程計算及數值分析領域的新型高級語言。它以矩陣作為數據操作的基本單位，使得矩陣運算變得非常簡捷、方便、高效。MATLAB提供了十分豐富的數值計算函數，而且MATLAB和著名的符號計算語言Maple相結合，使得MATLAB具有符號計算功能。MATLAB的繪圖功能也很強，它既可以繪制各種二維、三維圖形，還可以對圖形進行修飾和控制，以增強圖形的表現效果。MATLAB具有編程語言的基本特征，使用MATLAB也可以像使用BASIC、FORTRAN、C等傳統編程語言一樣，進行程序設計，而且簡單易學、編程效率高。MATLAB包含基本部分和各種可選的工具箱，其基本部分構成了MATLAB的核心內容，而MATLAB工具箱擴充了其功能。

  正因為MATLAB強大的功能，使得它在許多領域得到廣泛應用。在科研與工程應用領域，MATLAB已被廣泛地用于科學研究和解決各種具體的實際問題。許多科技工作者選用MATLAB做為計算工具，避免了煩瑣的底層編程，從而可以把主要精力和時間花在科學研究和解決實際問題上，提高了工作效率。在各高等院校，MATLAB已經成為線性代數、自動控制理論、數字信號處理、時間序列分析、動態系統仿真、圖像處理等許多課程的基本教學工具，成為大學生、碩究生必須掌握的基本編程語言。近年來，許多高校已開設了MATLAB程序設計課程，學生在學完該課程后，選擇MATLAB作為后繼課程的解題工具，從繁雜的計算中解放出來，有利于計算機和其他課程的結合，有利于學生對學科知識的掌握。

  本書是為適應教學的需要而編寫。全書以MATLAB 6.5版為基礎，全面介紹MATLAB程序設計的方法與應用，主要內容包括：MATLAB操作基礎、MATLAB矩陣及其運算、MATLAB程序設計、MATLAB文件操作、MATLAB繪圖、MATLAB數據分析與多項式計算、MATLAB解方程與函數極值、MATLAB數值積分與微分、MATLAB符號運算、MATLAB圖形句柄、MATLAB圖形用戶界面設計、Simulink動態仿真集成環境以及在Word環境下使用MATLAB。兩個附錄分別給出了MATLAB常用命令與函數分類索引表和MATLAB可用的LaTeX字符集，可供讀者需要時查閱。

  本書的編寫尊重教學規律和特點，力求做到內容豐富、取材新穎、循序漸進、注重實用、便于教學。全書按照由淺入深、循序漸進的原則進行編排，書中內容不是MATLAB函數或命令的簡單羅列，而是講清有關MATLAB函數的算法原理及有關數學背景，并結合例子介紹其用法。書中給出了許多MATLAB應用實例，其中融入了作者的許多實際工作經驗和體會，目的是幫助讀者了解MATLAB在有關領域的應用，從而引導讀者更好地應用MATLAB來解決實際問題。

  本書可作為高校理工科專業大學生、研究生學習的教材，也可供廣大科技工作者閱讀使用。本書配有電子教案，讀者可以從中國水利水電出版社網站（www.waterpub.com.cn）上下載或與作者聯系（liuwg@mail.csu.edu.cn）。

本書第1、10、11、12章由劉衛國編寫，第2、5、6章由蔡立燕編寫，第3章由童鍵編寫，第4章由陳昭平編寫，第7章由江林編寫，第8、9章由舒衛真編寫，第13章由劉光瑜編寫，附錄由劉胤宏編寫。參加本書部分內容編寫及程序調試、文字校對、錄入排版工作的還有熊擁軍、戴忠、劉澤星、王新英、吳相智、劉國強、付劍波、謝華、李波、劉樂、劉盼盼等。全書由劉衛國教授審閱定稿。

  在本書的編寫過程中，作者盡最大的努力來避免錯誤的發生，但由于時間倉促及水平所限，書中不妥或錯誤之處在所難免，敬請各位讀者批評指正。

序
前言
第1章  MATLAB操作基礎 1
1.1  MATLAB概述 1
1.1.1  MATLAB的發展 1
1.1.2  MATLAB的主要功能 2
1.1.3  初識MATLAB 3
1.2  MATLAB的運行環境與安裝 5
1.2.1  MATLAB的運行環境 5
1.2.2  MATLAB的安裝 5
1.3  MATLAB集成環境 6
1.3.1  啟動與退出MATLAB集成環境 6
1.3.2  主窗口 7
1.3.3  命令窗口 10
1.3.4  工作空間窗口 12
1.3.5  當前目錄窗口和搜索路徑 12
1.3.6  命令歷史記錄窗口 14
1.3.7  啟動平臺窗口和Start按鈕 15
1.4  MATLAB幫助系統 15
1.4.1  幫助窗口 15
1.4.2  幫助命令 16
1.4.3  演示系統 17
1.4.4  遠程幫助系統 18
習題一 18
第2章  MATLAB矩陣及其運算 19
2.1  變量和數據操作 19
2.1.1  變量與賦值 19
2.1.2  預定義變量 20
2.1.3  內存變量的管理 20
2.1.4  MATLAB常用數學函數 22
2.1.5  數據的輸出格式 23
2.2  MATLAB矩陣 24
2.2.1  矩陣的建立 25
2.2.2  矩陣的拆分 27
2.2.3  特殊矩陣 29
2.3  MATLAB運算 33
2.3.1  算術運算 33
2.3.2  關系運算 36
2.3.3  邏輯運算 37
2.4  矩陣分析 38
2.4.1  對角陣與三角陣 39
2.4.2  矩陣的轉置與旋轉 41
2.4.3  矩陣的逆與偽逆 42
2.4.4  方陣的行列式 43
2.4.5  矩陣的秩與跡 43
2.4.6  向量和矩陣的范數 44
2.4.7  矩陣的條件數 45
2.4.8  矩陣的特征值與特征向量 46
2.5  矩陣的超越函數 48
2.6  字符串 49
2.7  結構數據和單元數據 51
2.7.1  結構數據 51
2.7.2  單元數據 52
2.8  稀疏矩陣 53
2.8.1  矩陣存儲方式 53
2.8.2  稀疏存儲方式的產生 54
2.8.3  稀疏矩陣應用舉例 58
習題二 59
第3章  MATLAB程序設計 62
3.1  M文件 62
3.1.1  M文件概述 62
3.1.2  M文件的建立與打開 63
3.2  程序控制結構 64
3.2.1  順序結構 64
3.2.2  選擇結構 66
3.2.3  循環結構 71
3.3  函數文件 76
3.3.1  函數文件的基本結構 76
3.3.2  函數調用 77
3.3.3  函數參數的可調性 78
3.3.4  全局變量與局部變量 79
3.4  程序舉例 80
3.5  程序調試 84
3.5.1  程序調試概述 84
3.5.2  調試器 85
3.5.3  調試命令 88
習題三 89
第4章  MATLAB文件操作 92
4.1  文件的打開與關閉 92
4.1.1  文件的打開 92
4.1.2  文件的關閉 93
4.2  文件的讀寫操作 93
4.2.1  二進制文件的讀寫操作 93
4.2.2  文本文件的讀寫操作 94
4.3  數據文件定位 97
習題四 97
第5章  MATLAB繪圖 99
5.1  二維數據曲線圖 99
5.1.1  繪制單根二維曲線 99
5.1.2  繪制多根二維曲線 101
5.1.3  設置曲線樣式 104
5.1.4  圖形標注與坐標控制 105
5.1.5  圖形的可視化編輯 107
5.1.6  對函數自適應采樣的繪圖函數 109
5.1.7  圖形窗口的分割 109
5.2  其他二維圖形 111
5.2.1  其他坐標系下的二維數據曲線圖 111
5.2.2  二維統計分析圖 112
5.3  隱函數繪圖 114
5.4  三維圖形 115
5.4.1  三維曲線 115
5.4.2  三維曲面 116
5.4.3  其他三維圖形 120
5.5  圖形修飾處理 122
5.5.1  視點處理 122
5.5.2  色彩處理 124
5.5.3  光照處理 125
5.5.4  圖形的裁剪處理 126
5.6  圖像處理與動畫制作 127
5.6.1  圖像處理 127
5.6.2  動畫制作 128
習題五 129
第6章  MATLAB數據分析與多項式計算 131
6.1  數據統計處理 131
6.1.1  最大值和最小值 131
6.1.2  求和與求積 133
6.1.3  平均值和中值 134
6.1.4  累加和與累乘積 135
6.1.5  標準方差與相關系數 136
6.1.6  排序 137
6.2  數據插值 138
6.2.1  一維數據插值 139
6.2.2  二維數據插值 140
6.3  曲線擬合 142
6.4  離散傅立葉變換 144
6.4.1  離散傅立葉變換算法簡介 144
6.4.2  離散傅立葉變換的實現 144
6.5  多項式計算 146
6.5.1  多項式的四則運算 146
6.5.2  多項式的導函數 147
6.5.3  多項式的求值 148
6.5.4  多項式求根 149
習題六 150
第7章  MATLAB解方程與函數極值 152
7.1  線性方程組求解 152
7.1.1  直接解法 152
7.1.2  迭代解法 158
7.2  非線性方程數值求解 161
7.2.1  單變量非線性方程求解 161
7.2.2  非線性方程組的求解 162
7.3  常微分方程初值問題的數值解法 162
7.3.1  龍格—庫塔法簡介 163
7.3.2  龍格—庫塔法的實現 163
7.4  函數極值 166
習題七 167
第8章  MATLAB數值積分與微分 169
8.1  數值積分 169
8.1.1  數值積分基本原理 169
8.1.2  數值積分的實現方法 170
8.1.3  二重定積分的數值求解 172
8.2  數值微分 173
8.2.1  數值差分與差商 173
8.2.2  數值微分的實現 174
習題八 175
第9章  MATLAB符號計算 177
9.1  符號對象 177
9.1.1  建立符號對象 177
9.1.2  符號表達式運算 179
9.1.3  符號表達式中變量的確定 183
9.1.4  符號矩陣 184
9.2  符號微積分 185
9.2.1  符號極限 185
9.2.2  符號導數 186
9.2.3  符號積分 187
9.2.4  積分變換 188
9.3  級數 190
9.3.1  級數符號求和 190
9.3.2  函數的泰勒級數 191
9.4  符號方程求解 191
9.4.1  符號代數方程求解 191
9.4.2  符號常微分方程求解 192
習題九 193
第10章  MATLAB圖形句柄 195
10.1  圖形對象及其句柄 195
10.2  圖形對象屬性 196
10.3  圖形對象的創建 199
10.3.1  圖形窗口對象 199
10.3.2  坐標軸對象 201
10.3.3  曲線對象 203
10.3.4  文字對象 203
10.3.5  曲面對象 205
習題十 206
第11章  MATLAB圖形用戶界面設計 208
11.1  菜單設計 208
11.1.1  建立用戶菜單 208
11.1.2  菜單對象常用屬性 209
11.1.3  快捷菜單 211
11.2  對話框設計 212
11.2.1  對話框的控件 212
11.2.2  對話框的設計 212
11.3  圖形用戶界面設計工具 221
11.3.1  圖形用戶界面設計窗口 221
11.3.2  對象屬性查看器 224
11.3.3  菜單編輯器 224
11.3.4  位置調整工具 226
11.3.5  對象瀏覽器 226
11.3.6  Tab順序編輯器 227
習題十一 230
第12章  Simulink動態仿真集成環境 231
12.1  Simulink操作基礎 231
12.1.1  Simulink簡介 231
12.1.2  Simulink的啟動與退出 232
12.2  系統仿真模型 233
12.2.1  Simulink的基本模塊 233
12.2.2  模塊的編輯 234
12.2.3  模塊的連接 235
12.2.4  模塊的參數和屬性設置 236
12.3  系統的仿真 239
12.3.1  設置仿真參數 239
12.3.2  啟動系統仿真與仿真結果分析 245
12.3.3  系統仿真實例 249
12.4  使用命令操作對系統進行仿真 252
12.5  子系統及其封裝技術 256
12.5.1  子系統的建立 256
12.5.2  子系統的條件執行 258
12.5.3  子系統的封裝 261
12.6  S函數的設計與應用 266
12.6.1  用MATLAB語言編寫S函數 266
12.6.2  S函數的應用 269
習題十二 271
第13章  在Word環境下使用MATLAB 273
13.1  Notebook操作基礎 273
13.1.1  Notebook的安裝 273
13.1.2  Notebook的啟動 274
13.1.3  Notebook界面 274
13.2  單元的使用 275
13.2.1  輸入輸出單元 276
13.2.2  自動初始化單元 278
13.2.3  單元組 278
13.2.4  計算區 280
13.2.5  單元的其他操作 281
13.3  輸出格式控制 282
13.3.1  數據輸出控制 282
13.3.2  圖形輸出控制 283
13.3.3  修改M-book模板的樣式 284
習題十三 284
附錄1  MATLAB常用命令與函數分類索引表 285
附錄2  MATLAB可用的LaTeX字符集 300
參考文獻 302

1. C程序設計實踐教程 [劉衛國]
2. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
3. 程序設計基礎實踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
4. C++案例項目精講 [主編 楊國興]
5. SwiftUI完全開發 [李智威 著]
6. MySQL數據庫項目式教程 [陳亞峰]
7. C語言程序設計習題與實驗指導（第二版） [主編 甄增榮 張賓]
8. C語言程序設計（第二版） [主編 甄增榮 田云霞]
9. Unity3D虛擬現實應用開發實踐 [主 編 劉龍]
10. Python程序設計 [主編 姜春磊 陳虹潔]
11. C語言程序設計實踐教程（活頁式） [主編 鄭茵 陳巍 滕泓虬]
12. 面向對象程序設計 [主編 張勇 張平華 趙小龍]
13. Python程序設計基礎及實戰 [主編　劉健]
14. C語言程序設計 [姜雪]
15. Python程序設計實踐教程 [王鶴琴 蔡正保]
16. C++程序設計實踐教程（第三版） [主編 劉衛國 曹岳輝]
17. C++程序設計（第三版） [主編 曹岳輝 劉衛國]
18. C語言程序設計項目化教程（活頁式） [主編 張利華 潘曉利]
19. 機器人流程自動化（RPA）實戰——基于UiPath [主編　金鑫]
20. Python 語言程序設計實踐指導 [主編　張雙獅]
21. Python程序設計案例教程 [主編 毛錦庚 鐘肖英 周賢來 ]
22. 基于.NET Core框架的分布式系統架構設計 [湯佳 著]
23. Python語言程序設計教程 [郭其標 房宜汕]
24. Python程序設計 [李國燕 王新強 劉佳 等編著]
25. Python程序設計項目化教程（活頁式） [主編　盧鳳偉]
26. Java編程基礎案例式教程 [主編 陳艷華 唐春蘭]
27. Python語言同步案例習題精解 [主編 肖朝暉]
28. Unity應用開發與實戰（微課版） [主 編 程永恒]
29. PHP程序設計項目化教程 [主 編 杜海穎]
30. 簡單易懂的Python入門教程 [［日］大澤文孝　著]