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第1章 MATLAB概述1

1.1 MATLAB简介1

1.1.1 MATLAB发展历程1

1.1.2 MATLAB体系结构3

1.1.3 MATLAB产品家族4

1.2 MATLAB的安装与运行6

1.2.1 MATLAB运行环境要求7

1.2.2 MATLAB的安装7

1.2.3 MATLAB的启动与退出10

1.3 MATLAB集成开发环境11

1.3.1 MATLAB的主菜单11

1.3.2 MATLAB的工具栏15

1.3.3 MATLAB的窗口15

1.4 MATLAB帮助和演示系统17

1.4.1 命令窗口帮助系统17

1.4.2 联机帮助系统18

1.4.3 联机演示系统19

思考与练习20

第2章 MATLAB基础知识与基本运算21

2.1 MATLAB数据类型21

2.1.1 数值类型21

2.1.2 逻辑类型24

2.1.3 字符和字符串25

2.1.4 函数句柄28

2.1.5 结构体29

2.1.6 单元数组32

2.2 基本运算符36

2.2.1 算术运算符36

2.2.2 关系运算符36

2.2.3 逻辑运算符37

2.2.4 运算符优先级38

2.3 数组及其运算38

2.3.1 数组的创建39

2.3.2 数组元素的访问40

2.3.3 数组操作41

2.3.4 数组运算47

2.3.5 多维数组48

2.4 矩阵及其运算50

2.4.1 特殊矩阵50

2.4.2 稀疏矩阵51

2.4.3 矩阵运算53

思考与练习54

第3章 MATLAB程序设计基础55

3.1 M文件介绍55

3.1.1 M文件编辑器55

3.1.2 M文件的基本内容56

3.1.3 脚本M文件57

3.1.4 函数M文件58

3.2 流程控制59

3.2.1 顺序结构59

3.2.2 条件控制结构59

3.2.3 循环控制结构62

3.2.4 程序终止控制64

3.2.5 错误控制结构65

3.2.6 人机交互命令66

3.3 变量和函数68

3.3.1 全局变量和局部变量68

3.3.2 变量的传递70

3.3.3 主函数和子函数73

3.3.4 私有函数73

3.3.5 嵌套函数73

3.3.6 重载函数74

3.3.7 匿名函数75

3.4 串演算函数75

3.4.1 eval函数75

3.4.2 inline函数76

3.5 内存的使用77

3.5.1 内存管理函数77

3.5.2 高效使用内存的策略78

3.6 MATLAB面向对象程序设计80

3.6.1 面向对象基础80

3.6.2 MATLAB类的定义81

3.6.3 MATLAB对象的使用86

3.6.4 面向对象程序实例87

思考与练习89

第4章 MATLAB数据文件I/O91

4.1 导入向导的使用91

4.2 文件的基本操作94

4.2.1 文件的打开与关闭94

4.2.2 文件的位置控制96

4.3 读写MAT文件97

4.3.1 MAT文件的写入98

4.3.2 MAT文件的读取99

4.4 读写二进制文件99

4.4.1 二进制文件的写入99

4.4.2 二进制文件的读取101

4.5 读写文本文件102

4.5.1 文本文件的写入103

4.5.2 文本文件的读取105

4.6 操作音频／视频文件107

4.6.1 音频文件的导入导出与播放107

4.6.2 视频文件的导入导出与播放110

思考与练习111

第5章 MATLAB图形绘制112

5.1 图形绘制基本流程112

5.2 二维图形的绘制114

5.2.1 绘制二维曲线114

5.2.2 设置曲线样式115

5.2.3 添加图形标注117

5.2.4 定制坐标轴118

5.2.5 多图形绘制119

5.2.6 子图绘制120

5.2.7 特殊图形绘制121

5.3 三维图形的绘制124

5.3.1 绘制三维曲线124

5.3.2 绘制三维曲面125

5.3.3 绘制特殊三维图形127

5.3.4 三维图形显示控制129

思考与练习134

第6章 MATLAB高级图形用户界面设计135

6.1 句柄图形对象135

6.1.1 句柄图形结构136

6.1.2 图形对象的属性138

6.1.3 图形对象的创建143

6.1.4 图形对象创建实例145

6.2 图形用户界面设计原则和一般步骤146

6.2.1 设计原则147

6.2.2 设计步骤147

6.3 全命令行的M文件编程实现GUI设计147

6.3.1 回调函数的编写148

6.3.2 图形用户界面设计实例148

6.4 GUIDE辅助的GUI设计156

6.4.1 GUIDE介绍156

6.4.2 交互组件159

6.4.3 设计菜单163

6.4.4 编写回调函数165

思考与练习169

第7章 MATLAB与Word和Excel的组合使用171

7.1 Notebook简介171

7.1.1 Notebook的配置171

7.1.2 Notebook的启动172

7.2 在MS-Word中使用Notebook173

7.2.1 Notebook菜单功能174

7.2.2 输入单元（组）和输出单元174

7.2.3 自初始化单元177

7.2.4 Notebook菜单的其他常用选项177

7.2.5 输出单元的格式控制179

7.3 Excel Link简介180

7.3.1 Excel Link的配置与安装181

7.3.2 Spreadsheet Link EX工具栏182

7.4 Excel Link函数185

7.4.1 连接管理函数185

7.4.2 数据管理函数187

7.4.3 使用Excel Link函数的注意事项187

7.5 Excel Link应用实例189

思考与练习193

第8章 MATLAB与C/C++混合编程194

8.1 MATLAB混合编程概述194

8.1.1 MATLAB外部接口简介194

8.1.2 常用MATLAB与C/C++混合编程方法196

8.2 使用MAT文件实现数据交互196

8.2.1 MAT文件简介196

8.2.2 操作MAT文件的MATLAB API197

8.2.3 编译和链接C/C++MAT程序的环境配置198

8.2.4 使用MAT文件实现数据交互实例200

8.3 使用共享库实现混合编程203

8.3.1 MATLAB调用共享库函数203

8.3.2 给共享库中的函数传递参数205

8.3.3 使用libpointer/libstruct对象传递参数207

8.3.4 使用共享库实现混合编程实例208

8.4 使用MEX文件实现混合编程209

8.4.1 MEX文件简介210

8.4.2 使用MEX文件的环境配置211

8.4.3 C语言MEX函数213

8.4.4 C语言创建MEX文件实例214

8.4.5 C++语言创建MEX文件实例215

8.5 使用MATLAB引擎实现混合编程217

8.5.1 MATLAB引擎简介218

8.5.2 MATLAB引擎函数218

8.5.3 MATLAB引擎的使用219

8.5.4 VS2005中开发MATLAB引擎程序实例220

8.6 使用MATLAB编译器实现混合编程222

8.6.1 MATLAB编译器简介222

8.6.2 编译器的安装与配置224

8.6.3 编译和部署MATLAB程序225

8.6.4 使用编译器混合编程实例226

思考与练习231

第9章 MATLAB与Java混合编程232

9.1 MATLAB的Java接口与MATLAB Builder JA232

9.1.1 MATLAB Java接口简介232

9.1.2 MATLAB Builder JA简介232

9.2 在MATLAB环境中调用Java233

9.2.1 在MATLAB中访问Java类的准备工作233

9.2.2 创建和使用Java对象235

9.2.3 在MATLAB中使用Java数组238

9.2.4 Java对象与MATLAB数据交互239

9.3 在Java环境中调用MATLAB242

9.3.1 MATLAB Builder JA安装与环境配置242

9.3.2 创建Java组件244

9.3.3 发布Java组件246

9.3.4 在Java程序中调用Java组件246

9.4 MATLAB与Java混合编程实例250

9.4.1 MATLAB环境调用Java实例250

9.4.2 Java环境调用MATLAB实例251

思考与练习256

第10章 MATLAB科学计算257

10.1 数据插值257

10.1.1 一维插值257

10.1.2 二维插值和三维插值259

10.1.3 数据插值实例260

10.2 曲线拟合263

10.2.1 多项式基础264

10.2.2 多项式曲线拟合应用实例267

10.3 微积分269

10.3.1 积分269

10.3.2 导数271

10.3.3 极限272

10.3.4 级数求和273

10.3.5 泰勒级数展开274

10.4 线性方程组求解275

10.4.1 直接法275

10.4.2 矩阵求逆法276

10.4.3 矩阵分解法276

10.4.4 迭代法278

10.5 非线性方程（组）求解280

10.5.1 非线性方程的求根281

10.5.2 非线性方程组的数值解法282

10.6 微分方程求解285

10.6.1 常微分方程求解285

10.6.2 偏微分方程求解286

10.6.3 偏微分方程求解实例287

10.7 最优化问题290

10.7.1 最优化函数290

10.7.2 无约束最优化290

10.7.3 有约束最优化292

10.7.4 线性规划293

思考与练习294

第11章 Simulink仿真296

11.1 Simulink基本概念296

11.1.1 Simulink运行方法及编辑窗口296

11.1.2 Simulink模块库297

11.1.3 Simulink模块基本操作298

11.1.4 Simulink仿真参数设置300

11.2 Simulink子系统建立与封装技术302

11.2.1 子系统建立302

11.2.2 条件执行子系统建立303

11.2.3 子系统封装方法与实例304

11.3 Simulink仿真命令与回调方法307

11.3.1 Simulink模型构造与编辑命令307

11.3.2 Simulink模型仿真命令308

11.3.3 模型与模块的回调方法309

11.4 S函数312

11.4.1 S函数基本概念312

11.4.2 S函数工作原理313

11.4.3 用M文件编写S函数314

11.4.4 S函数创建器的使用316

11.5 Stateflow原理与应用317

11.5.1 Stateflow应用基础317

11.5.2 Stateflow建模实例318

11.6 Simulink模型的实时代码生成技术321

11.6.1 Real-Time Workshop介绍321

11.6.2 Simulink模型的普通实时代码生成实例322

思考与练习324

第12章 MATLAB信号处理325

12.1 信号处理工具箱基础325

12.1.1 工具箱简介325

12.1.2 交互式工具326

12.1.3 基本的信号处理概念326

12.1.4 信号产生实例328

12.2 滤波器设计与实现329

12.2.1 滤波器的实现和分析330

12.2.2 频率响应331

12.2.3 滤波器的设计334

12.2.4 滤波器设计实例336

12.2.5 用Filterbuilder GUI设计滤波器338

12.2.6 滤波器设计和分析GUI339

12.3 统计信号处理340

12.3.1 相关和协方差341

12.3.2 谱估计341

12.4 信号处理GUI342

12.4.1 信号观察器343

12.4.2 滤波器可视化工具344

12.4.3 频谱观察器344

12.4.4 噪声的滤波和分析345

12.5 工具箱中的其他常用处理方法347

12.5.1 窗347

12.5.2 参数建模348

12.5.3 重采样350

12.5.4 倒谱分析及实例351

12.5.5 通信应用及实例351

12.5.6 特殊变换及实例352

思考与练习354

第13章 MATLAB数字图像处理355

13.1 MATLAB图像类型与转换355

13.1.1 MATLAB图像类型355

13.1.2 MATLAB图像类型转换356

13.1.3 MATLAB图像类型转换实例356

13.2 图像读写和显示357

13.2.1 图像读写函数357

13.2.2 图像显示函数358

13.2.3 图像读写与显示实例359

13.3 图像变换360

13.3.1 图像离散傅里叶变换360

13.3.2 图像离散余弦变换361

13.3.3 图像离散小波变换362

13.4 图像增强364

13.4.1 直接灰度修正365

13.4.2 直方图均衡化367

13.4.3 图像噪声消除368

13.4.4 同态滤波图像增强373

13.5 图像的数学形态学处理374

13.5.1 数学形态学简介375

13.5.2 MATLAB数学形态学函数375

13.5.3 二值图像形态学分析实例376

13.5.4 灰度图像形态学分析实例378

习题与练习380

第14章 MATLAB通信系统仿真382

14.1 数字通信系统基本概念382

14.2 数字调制／解调及其仿真383

14.2.1 脉冲幅度调制（PAM）信号384

14.2.2 相位调制（PSK）信号385

14.2.3 频率调制信号386

14.2.4 连续相位调制信号388

14.3 信道编码／译码及其仿真389

14.3.1 线性分组码389

14.3.2 循环码392

14.3.3 卷积码395

14.4 典型数字通信仿真实例398

14.4.1 2FSK信号在高斯白噪声信道的传输性能398

14.4.2 TDMA信号收发系统仿真400

思考与练习407