版本更新——在第二版的基礎上修訂改寫而成，以MATLAB R2016a（9.0版）為操作環境介紹程序設計的方法，順應技術發展趨勢。

適應面廣——可作為高等學校理工科各專業大學生、研究生學習的教材，也可用作廣大科技工作者的參考用書。

循序漸進——內容循序漸進，深入淺出，教學適用性強。注重基礎，強調實踐，案例取舍得當，重點突出。

20世紀80年代出現了科學計算語言，亦稱科學計算軟件，MATLAB語言就是其中之一。MATLAB有矩陣實驗室（MATrix LABoratory）之意，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。MATLAB起源于矩陣運算，但它將數值計算、符號計算、圖形處理、系統仿真和程序流程控制等功能集成在統一的環境中，并具有與其他程序設計語言的應用接口以及許多面向特定應用領域的工具箱，在科學研究以及工程設計領域有著十分廣泛的應用。

《MATLAB程序設計教程》第一版于2005年3月出版，第二版于2010年2月出版。該書出版的十多年，也是MATLAB在我國得到不斷普及和應用的十多年。時至今日，MATLAB已經發展成為適合多學科、多平臺，廣泛應用于科學研究和工程應用領域的程序設計語言。從2006年起，MathWorks公司每年發布兩次以年份命名的MATLAB版本，其中3月份左右發布a版，9月份左右發布b版，包括MATLAB R2006a（7.2版）、MATLAB R2006b（7.3版）、…、MATLAB R2012a（7.14版）。2012年9月，MathWorks公司推出了MATLAB R2012b，即MATLAB 8.0版，該版本從操作界面到系統功能都有重大改變和加強，隨后推出了MATLAB R2013a（8.1版）、MATLAB R2013b（8.2版）、…、MATLAB R2015b（8.6版）。2016年3月，MathWorks公司推出了MATLAB R2016a（9.0版）、2016年9月推出了MATLAB R2016b（9.1版）、2017年3月推出了MATLAB R2017a（9.2版），這是本書交稿時的最高版本，以后還會不斷推出新的版本。在功能上講，從MATLAB R2012b開始，MATLAB的操作界面和基本功能是一樣的，所以不必過于在意版本的變化。本書以MATLAB R2016a（9.0版）作為操作環境。

在MATLAB版本不斷更新的同時，MATLAB的應用領域也得到不斷拓展，在許多學術刊物上都可以看到MATLAB的應用案例。在高等院校，無論是在課程教學，還是在課程設計、畢業設計等培養環節中，應用MATLAB已十分普遍，MATLAB成為重要的解題工具，將MATLAB融入其他課程的教學以及教學環節成為改革傳統教學的重要措施。許多高等院校將MATLAB語言列入培養方案，納入計算機教育課程體系，開設了相應的課程。

《MATLAB程序設計教程》一書出版后，被許多高校選做教材，受到同行及讀者的歡迎，在此我們表示誠摯的謝意。為了適應新的技術發展要求，并總結教材前兩版在教學過程中的體會與經驗，更好地為教學服務，作者在本書第二版的基礎上進行了合理的取舍，并作了許多修改、補充和完善，形成本書第三版。第三版基本上保持第二版的體系結構，但更新了軟件版本、充實了實例，使得全書內容更豐富、教學適應性更強。

全書按照由淺入深、循序漸進的原則進行編排，在講清有關數學背景及算法思想的基礎上，介紹MATLAB的功能，并結合實例介紹MATLAB的應用。全書主要內容有MATLAB操作基礎、MATLAB矩陣及其運算、MATLAB程序流程控制、MATLAB繪圖、MATLAB數據分析與多項式計算、MATLAB解方程與最優化問題求解、MATLAB數值積分與數值微分、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MATLAB外部接口技術。兩個附錄分別給出了MATLAB常用命令與函數分類索引表和MATLAB常用的LaTeX字符集，可供讀者需要時查閱。

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。本書配有電子教案及相關教學資源（案例、程序源代碼等），讀者可以從中國水利水電出版社網站（http://www.waterpub.com.cn）或萬水書苑網站（http://www.dgboyong.cn）下載。

本書由劉衛國任主編。第1、9～11章由劉衛國編寫，第2～5章由蔡立燕編寫，第6、7章由童鍵編寫，第8、12章由蔡旭暉編寫。此外，參與討論與部分編寫工作的還有周欣然、曹岳輝、李利明、何小賢、劉澤星、劉胤宏、舒衛真、孫士闖、張娟、毛穎、鄒奇林等。在本書編寫過程中，吸取了許多老師、讀者的寶貴意見和建議，在此表示衷心的感謝。

由于作者水平所限，書中難免出現不妥之處，敬請各位讀者批評指正。

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系統環境 5
1.2.1 啟動與退出MATLAB系統環境 5
1.2.2 MATLAB操作界面 6
1.2.3 MATLAB的搜索路徑 9
1.3 MATLAB幫助系統 10
1.3.1 MATLAB幫助窗口 10
1.3.2 MATLAB幫助命令 11
1.3.3 MATLAB演示系統 12
實驗指導 12
思考練習 13
第2章 MATLAB矩陣及其運算 14
2.1 MATLAB數據類型 14
2.2 變量和數據操作 15
2.2.1 變量與賦值 16
2.2.2 預定義變量 16
2.2.3 內存變量的管理 17
2.2.4 MATLAB常用數學函數 18
2.2.5 數據的輸出格式 20
2.3 MATLAB矩陣 22
2.3.1 矩陣的建立 22
2.3.2 矩陣的拆分 24
2.3.3 特殊矩陣 27
2.4 MATLAB運算 30
2.4.1 算術運算 31
2.4.2 關系運算 33
2.4.3 邏輯運算 34
2.5 矩陣分析 36
2.5.1 對角陣與三角陣 36
2.5.2 矩陣的轉置與旋轉 38
2.5.3 矩陣的逆與偽逆 39
2.5.4 方陣的行列式 40
2.5.5 矩陣的秩與跡 41
2.5.6 向量和矩陣的范數 41
2.5.7 矩陣的條件數 43
2.5.8 矩陣的特征值與特征向量 43
2.6 矩陣的超越函數 45
2.7 字符串 46
2.7.1 字符串的表示 47
2.7.2 字符串的操作 47
2.8 結構數據和單元數據 49
2.8.1 結構數據 49
2.8.2 單元數據 50
2.9 稀疏矩陣 51
2.9.1 矩陣存儲方式 51
2.9.2 稀疏存儲方式的產生 52
2.9.3 稀疏矩陣應用舉例 55
實驗指導 57
思考練習 58
第3章 MATLAB程序流程控制 60
3.1 M文件 60
3.1.1 M文件的分類 60
3.1.2 M文件的建立與打開 61
3.2 程序控制結構 62
3.2.1 順序結構 63
3.2.2 選擇結構 64
3.2.3 循環結構 69
3.3 函數文件 73
3.3.1 函數文件的基本結構 74
3.3.2 函數調用 75
3.3.3 函數參數的可調性 76
3.3.4 全局變量與局部變量 77
3.4 特殊形式的函數 77
3.5 程序調試與優化 79
3.5.1 程序調試方法 79
3.5.2 程序性能分析與優化 80
3.6 程序舉例 82
實驗指導 86
思考練習 87
第4章 MATLAB繪圖 89
4.1 二維數據曲線圖 89
4.1.1 繪制單根二維曲線 89
4.1.2 繪制多根二維曲線 91
4.1.3 設置曲線樣式 94
4.1.4 圖形標注與坐標控制 96
4.1.5 圖形窗口的分割 98
4.2 其他二維圖形 99
4.2.1 對函數自適應采樣的繪圖函數 100
4.2.2 其他坐標系下的二維數據曲線圖 101
4.2.3 二維統計分析圖 102
4.3 三維圖形 104
4.3.1 三維曲線 104
4.3.2 三維曲面 105
4.3.3 其他三維圖形 109
4.4 隱函數繪圖 111
4.4.1 隱函數二維繪圖 111
4.4.2 隱函數三維繪圖 112
4.5 圖形修飾處理 113
4.5.1 視點處理 113
4.5.2 色彩處理 115
4.5.3 圖形的裁剪處理 117
4.6 圖像處理與動畫制作 118
4.6.1 圖像處理 118
4.6.2 動畫制作 119
4.7 交互式繪圖工具 121
4.7.1 “繪圖”選項卡 121
4.7.2 繪圖工具 121
實驗指導 123
思考練習 123
第5章 MATLAB數據分析與多項式計算 125
5.1 數據統計處理 125
5.1.1 最大值和最小值 125
5.1.2 求和與求積 128
5.1.3 平均值和中值 128
5.1.4 累加和與累乘積 129
5.1.5 標準差與相關系數 130
5.1.6 排序 133
5.2 數據插值 133
5.2.1 一維數據插值 134
5.2.2 二維數據插值 135
5.3 曲線擬合 137
5.3.1 曲線擬合原理 137
5.3.2 曲線擬合的實現 138
5.4 多項式計算 139
5.4.1 多項式的四則運算 139
5.4.2 多項式的導函數 140
5.4.3 多項式的求值 141
5.4.4 多項式求根 142
實驗指導 143
思考練習 144
第6章 MATLAB解方程與最優化問題求解 146
6.1 線性方程組求解 146
6.1.1 直接解法 147
6.1.2 迭代解法 152
6.2 非線性方程數值求解 155
6.2.1 單變量非線性方程求解 155
6.2.2 非線性方程組的求解 156
6.3 常微分方程初值問題的數值解法 157
6.3.1 龍格－庫塔法簡介 157
6.3.2 龍格－庫塔法的實現 158
6.4 最優化問題求解 161
6.4.1 無約束最優化問題求解 161
6.4.2 有約束最優化問題求解 162
6.4.3 線性規劃問題求解 163
實驗指導 164
思考練習 165
第7章 MATLAB數值積分與數值微分 167
7.1 數值積分 167
7.1.1 數值積分基本原理 167
7.1.2 數值積分的實現方法 169
7.1.3 多重定積分的數值求解 171
7.2 數值微分 172
7.2.1 數值差分與差商 172
7.2.2 數值微分的實現 173
7.3 離散傅里葉變換 174
7.3.1 離散傅里葉變換算法簡介 175
7.3.2 離散傅里葉變換的實現 175
實驗指導 177
思考練習 178
第8章 MATLAB符號運算 179
8.1 符號對象 179
8.1.1 建立符號對象 179
8.1.2 符號表達式運算 181
8.1.3 符號表達式中變量的確定 184
8.1.4 符號矩陣的運算 185
8.2 符號微積分 186
8.2.1 符號極限 186
8.2.2 符號導數 187
8.2.3 符號積分 188
8.3 級數 189
8.3.1 級數符號求和 189
8.3.2 函數的泰勒級數 189
8.4 符號方程求解 190
8.4.1 符號代數方程求解 190
8.4.2 符號常微分方程求解 191
實驗指導 192
思考練習 193
第9章 MATLAB圖形句柄 195
9.1 圖形對象及其句柄 195
9.1.1 圖形對象 195
9.1.2 圖形對象句柄 196
9.1.3 圖形對象屬性 197
9.2 圖形窗口與坐標軸 199
9.2.1 圖形窗口對象 200
9.2.2 坐標軸對象 201
9.3 低層繪圖操作 204
9.3.1 曲線對象 204
9.3.2 曲面對象 205
9.3.3 文本對象 207
9.3.4 其他核心對象 208
實驗指導 211
思考練習 212
第10章 MATLAB圖形用戶界面設計 213
10.1 用戶界面對象 213
10.2 菜單設計 214
10.2.1 建立用戶菜單 214
10.2.2 菜單對象常用屬性 215
10.2.3 快捷菜單 217
10.3 對話框設計 218
10.3.1 對話框的控件 218
10.3.2 控件的操作 219
10.3.3 對話框設計示例 225
10.4 可視化圖形用戶界面設計 228
10.4.1 圖形用戶界面設計窗口 228
10.4.2 可視化圖形用戶界面設計工具 229
10.4.3 可視化圖形用戶界面設計示例 233
實驗指導 237
思考練習 237
第11章 Simulink動態仿真集成環境 239
11.1 Simulink操作基礎 239
11.1.1 Simulink的啟動與退出 239
11.1.2 Simulink仿真初步 241
11.2 系統仿真模型的建立 244
11.2.1 Simulink的基本模塊 244
11.2.2 模塊操作 245
11.2.3 模塊的連接 246
11.2.4 模塊的參數和屬性設置 246
11.3 系統的仿真與分析 248
11.3.1 設置仿真參數 248
11.3.2 運行仿真與仿真結果分析 251
11.3.3 系統仿真實例 254
11.4 子系統及其封裝技術 258
11.4.1 子系統的創建 258
11.4.2 子系統的條件執行 259
11.4.3 子系統的封裝 263
11.5 S函數的設計與應用 266
11.5.1 用MATLAB語言編寫S函數 266
11.5.2 S函數的應用 268
實驗指導 272
思考練習 273
第12章 MATLAB外部接口技術 275
12.1 MATLAB與Microsoft Office的
混合使用 275
12.1.1 在Word中使用MATLAB 275
12.1.2 在Excel中使用MATLAB 278
12.2 MATLAB數據接口 281
12.2.1 文件操作 281
12.2.2 MAT文件及其應用 286
12.3 MATLAB與其他語言的接口 294
12.3.1 C語言MEX文件的創建 294
12.3.2 MATLAB引擎技術 297
實驗指導 299
思考練習 300
附錄1 MATLAB常用命令與函數
分類索引表 302
附錄2 MATLAB常用的LaTeX字符 317
主要參考文獻 318

1. 輸水管線工程風險管理 [張勇 黨亥生 著]
2. 民用航空飛機標準線路施工 [主編　王志敏　陳明]
3. 不息的水脈—大運河講談錄 [趙珩　著]
4. 實用運籌學 [主編　邢育紅　于晉臣]
5. 三峽梯級電站水資源決策支持系統研究與開發 [姚華明 潘紅忠 湯正]
6. 海南黎族民俗文化鑒賞 [龐國華　著]
7. 石墨烯在太赫茲及中紅外頻段電磁器件設計中的應用 [李艷秀 莊華偉 著]
8. 電子技術（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
9. 辦公自動化高級應用 [陳萍 朱曉玉]
10. 信息處理技術員考試32小時通關 [薛大龍]
11. 電子產品設計案例教程（微課版）—基于嘉立創EDA（專業版） [王靜 莫志宏 陳學昌 丁紅]
12. C程序設計實踐教程 [劉衛國]
13. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
14. Web技術開發教程（基于.NET開源MVC框架） [王合闖 韓紅玲 王青正 陳海蕊]
15. 商務英語翻譯教程（筆譯）（第四版） [主編 王軍平]
16. 智慧零售技術與應用 [洪旭 著]
17. 建設工程法規實務 [主編 余瀅]
18. 商務秘書理論與實務（第三版） [主編 張同欽]
19. 程序設計基礎實踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
20. C++案例項目精講 [主編 楊國興]
21. 勞動爭議處理實務 [主編 王秀卿 羅靜]
22. 工程數學 [主編 郭立娟 王海]
23. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
24. 信息系統項目管理師章節習題與考點特訓（第二版） [主編 薛大龍]
25. 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
26. 計算機網絡實訓教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
27. 畫法幾何與機械制圖習題集（多學時） [主編 趙軍]
28. HCIA-Datacom認證題庫分類精講 [主 編 韓立剛]
29. SwiftUI完全開發 [李智威 著]
30. 網絡規劃設計師備考一本通 [夏杰 編著]