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第1章 计算机数学语言概述 1

1.1 数学问题计算机求解概述 1

1.1.1 为什么要学习计算机数学语言 1

1.1.2 数学问题的解析解与数值解 4

1.1.3 数学运算问题软件包发展概述 5

1.1.4 常规计算机语言的局限性 7

1.2 计算机数学语言简介 8

1.2.1 计算机数学语言的出现 8

1.2.2 有代表性的计算机数学语言 9

1.3 科学运算问题的三步求解方法 10

本章习题 12

第2章 MATLAB语言程序设计基础 13

2.1 MATLAB命令窗口与基本命令 14

2.1.1 变量名命名规则 14

2.1.2 保留的常数 15

2.1.3 显示格式的设置 16

2.1.4 底层操作系统命令 16

2.1.5 MATLAB的工作环境设置 17

2.1.6 MATLAB的工作空间与管理 18

2.1.7 MATLAB的其他辅助工具 18

2.2 常用数据结构 19

2.2.1 数值型数据 19

2.2.2 符号型数据 20

2.2.3 任意符号型矩阵的生成 22

2.2.4 符号型函数 22

2.2.5 整型变量与逻辑变量 22

2.2.6 数据结构类型的识别 23

2.2.7 矩阵的维数与长度 23

2.3 字符串数据结构 24

2.3.1 一般字符串的表示 24

2.3.2 字符串的处理方法 24

2.3.3 字符串的转换与读写方法 26

2.3.4 字符串命令的执行 27

2.3.5 MuPAD接口函数的编写 27

2.4 其他常用数据结构 28

2.4.1 多维数组 28

2.4.2 单元数组 29

2.4.3 表格数据 30

2.4.4 结构体 32

2.4.5 其他数据结构 33

2.5 MATLAB的基本语句结构 33

2.5.1 直接赋值语句 33

2.5.2 函数调用语句 34

2.5.3 多样的函数调用机制 34

2.5.4 冒号表达式 34

2.5.5 子矩阵的提取 35

2.5.6 等间距行向量的生成 36

2.6 数据文件的读取与存储 36

2.6.1 数据文件的读取与存储命令 36

2.6.2 文件读写的底层方法 37

2.6.3 Excel文件的读取与存储 38

本章习题 39

第3章 基本数学运算 42

3.1 矩阵的代数运算 42

3.1.1 矩阵的转置、翻转与旋转 42

3.1.2 矩阵的加减乘除运算 44

3.1.3 复数矩阵及其变换 45

3.1.4 矩阵的乘方与开方 45

3.1.5 矩阵的点运算 47

3.2 矩阵的逻辑运算与比较运算 47

3.2.1 矩阵的逻辑运算 47

3.2.2 矩阵的比较运算 48

3.2.3 矩阵元素的查询命令 48

3.2.4 属性判定语句 49

3.3 超越函数的计算 49

3.3.1 指数与对数函数的计算 50

3.3.2 三角函数的计算 50

3.3.3 反三角函数的计算 52

3.3.4 矩阵的超越函数 52

3.4 符号表达式的化简与变换 54

3.4.1 多项式的运算 54

3.4.2 三角函数的变换与化简 55

3.4.3 符号表达式的化简 55

3.4.4 符号表达式的变量替换 56

3.4.5 符号运算结果的转换 56

3.5 基本数据运算 57

3.5.1 数据的取整与有理化运算 57

3.5.2 向量的排序、最大值与最小值 58

3.5.3 数据的均值、方差与标准差 59

3.5.4 质因数与质因式 60

3.5.5 排列与组合 61

本章习题 62

第4章 MATLAB语言的流程结构 64

4.1 循环结构 64

4.1.1 for循环结构 64

4.1.2 while循环结构 66

4.1.3 迭代方法的循环实现 67

4.1.4 循环结构的辅助语句 69

4.1.5 向量化编程实现 69

4.2 条件转移结构 71

4.2.1 简单的条件转移结构 71

4.2.2 条件转移结构的一般形式 72

4.2.3 分段函数的向量化表示 74

4.3 开关结构 75

4.4 试探结构 77

本章习题 78

第5章 函数编写与调试 80

5.1 MATLAB的脚本程序 80

5.2 MATLAB语言函数的基本结构 81

5.2.1 函数的基本结构 81

5.2.2 函数名的命令规则 83

5.2.3 函数编写举例 83

5.3 函数编写的技巧 86

5.3.1 递归调用 86

5.3.2 可变输入输出个数的处理 87

5.3.3 输入变元的容错处理 89

5.3.4 全局变量 89

5.3.5 存取MATLAB工作空间中的变量 90

5.3.6 匿名函数与inline函数 91

5.3.7 子函数与私有函数 93

5.4 MATLAB程序的调试 93

5.4.1 MATLAB程序的跟踪调试 93

5.4.2 伪代码与代码保密处理 96

5.5 MATLAB实时编辑器 96

5.5.1 实时文档编辑界面 97

5.5.2 建立一个简单的文档 97

5.5.3 嵌入代码的运行 98

5.5.4 在实时编辑器中嵌入其他对象 99

5.5.5 实时编辑文档的输出 101

本章习题 101

第6章 二维图形绘制 105

6.1 二维曲线的绘制 105

6.1.1 二元数据的曲线绘制 105

6.1.2 数学函数的曲线绘制 108

6.1.3 分段函数的曲线绘制 108

6.1.4 二维图形的标题处理 109

6.1.5 多纵轴曲线的绘制 111

6.2 图形修饰 112

6.2.1 利用界面工具的修饰 113

6.2.2 LATEX支持的修饰命令 115

6.2.3 数学公式叠印与宏包设计 116

6.3 其他二维图形绘制语句 117

6.3.1 极坐标曲线的绘制 117

6.3.2 离散信号的图形表示 118

6.3.3 直方图与饼图 120

6.3.4 填充图 122

6.3.5 对数坐标图 123

6.3.6 误差限图 124

6.3.7 动态轨迹显示 124

6.3.8 二维动画的显示 124

6.4 图形窗口的分割 125

6.4.1 规范分割 125

6.4.2 任意分割 126

6.5 隐函数绘制及应用 128

6.6 图像的显示与简单处理 130

6.6.1 图像的输入 130

6.6.2 图像的编辑与显示 131

6.6.3 颜色空间转换 132

6.6.4 边缘检测 132

6.6.5 直方图均衡化 133

6.7 MATLAB图形的输出方法 134

6.7.1 图形输出菜单与应用 134

6.7.2 图形输出命令 135

本章习题 136

第7章 三维图形表示 138

7.1 三维曲线绘制 138

7.1.1 三维曲线绘制命令 138

7.1.2 已知数学函数的三维曲线绘制 139

7.1.3 三维填充图 140

7.1.4 三维直方图与饼图 140

7.1.5 条带图 142

7.2 三维曲面绘制 144

7.2.1 网格图与表面图 144

7.2.2 表面图的阴影与光照 147

7.2.3 图像文件的三维表面图 149

7.2.4 已知函数的表面图 150

7.2.5 散点数据的表面图绘制 151

7.3 三维图形视角设置 152

7.3.1 视角的定义 152

7.3.2 三视图的设置 153

7.3.3 任意视角的设置 153

7.4 其他三维绘图 154

7.4.1 等高线 154

7.4.2 矢量图 155

7.4.3 三元隐函数的绘图 156

7.4.4 参数方程的表面图 158

7.4.5 复变函数的三维表面图 158

7.4.6 球面与柱面 159

7.4.7 Voronoi图与Delaunay剖分 161

7.5 三维图形的特殊处理 163

7.5.1 三维曲面的旋转 163

7.5.2 坐标轴变换的三维曲面 164

7.5.3 三维图形的剪切 165

7.5.4 三维表面图贴面处理 166

7.6 四维图形绘制 167

7.6.1 切片图 167

7.6.2 体视化界面 168

7.6.3 三维动画的制作与播放 169

本章习题 171

第8章 MATLAB语言与其他语言的接口 173

8.1 C语言环境下提供的MATLAB变量格式及函数概述 174

8.1.1 编译程序的环境设置 174

8.1.2 Mex下的数据结构 175

8.1.3 Mex文件的结构 176

8.1.4 Mex文件的编写方法与步骤 179

8.2 不同数据结构的Mex处理 180

8.2.1 不同类型输入输出变元的处理 181

8.2.2 字符串变量的读写 181

8.2.3 多维数组的处理 183

8.2.4 单元数组的处理 184

8.2.5 MAT文件的读写方法 185

8.3 C程序中直接调用MATLAB函数 187

8.4 MATLAB函数的独立程序转换 191

本章习题 192

第9章 面向对象程序设计基础 193

9.1 面向对象编程的基本概念 193

9.1.1 类与对象 193

9.1.2 类与对象数据结构 194

9.2 类的设计 195

9.2.1 类的设计方法 195

9.2.2 类的定义与输入 196

9.2.3 类的显示 197

9.3 重载函数的编写 198

9.3.1 加法的重载函数编写 198

9.3.2 合并同类项的化简函数 199

9.3.3 减法重载函数 200

9.3.4 乘法重载函数 200

9.3.5 乘方运算重载函数 202

9.3.6 域的赋值与提取 203

9.4 类的继承与扩展 203

9.4.1 扩展类的定义与显示 204

9.4.2 ftf对象的连接重载函数 205

9.4.3 分数阶传递函数的频域分析 207

本章习题 208

第10章 MATLAB的图形用户界面设计技术 209

10.1 MATLAB语言图形界面编程基础 209

10.1.1 MATLAB图形界面中各对象的关系 209

10.1.2 窗口对象及属性设置 210

10.1.3 窗口的常用属性 211

10.1.4 对象属性的读取与修改 213

10.1.5 简易对话框 215

10.1.6 标准对话框及其调用 216

10.2 MATLAB图形界面设计基本控件 219

10.2.1 MATLAB支持的基本控件 219

10.2.2 控件的常用属性 221

10.2.3 控件句柄的获取 221

10.3 图形用户界面设计工具Guide 222

10.4 图形用户界面的高级技术 231

10.4.1 菜单系统的设计 231

10.4.2 工具栏设计 232

10.4.3 ActiveX控件的嵌入与编程 234

10.5 工具箱的集成与发布 235

本章习题 235

参考文献 237

MATLAB函数名索引 239

术语索引 245

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