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MATLAB初学者教程 MATLAB编程-菜鸟入门(清晰版)
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MATLAB初学者教程 MATLAB编程-菜鸟入门
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II | 序言
数学意义,中值,标准误差等。像这样成百上千的函数已经在 MATLAB 中编写好,所以让
编程变得更加简单。
除了植入 MATLAB 基本语言中的大量函数,还有许多专用工具箱,以帮助用户解决在
具体领域的复杂问题。例如,用户可以购买标准的工具箱以解决在信号处理,控制系统,通
信,图象处理,神经网络和其他许多领域的问题。
4.机制独立的画图
与其他语言不同,MATLAB 有许多的画图和图象处理命令。当 MATLAB 运行时,这
些标绘图和图片将会出现在这台电脑的图象输出设备中。此功能使得 MATLAB 成为一个形
象化技术数据的卓越工具。
5.用户图形界面
MATLAB 允许程序员为他们的程序建立一个交互式的用户图形界面。利用 MATLAB
的这种功能,程序员可以设计出相对于无经验的用户可以操作的复杂的数据分析程序。
6.MATLAB 编译器
MATLAB 的灵活性和平台独立性是通过将 MATLAB 代码编译成设备独立的 P 代码,
然后在运行时解释 P 代码来实现的。这种方法与微软的 VB 相类似。不幸的是,由于 MATLAB
是解释性语言,而不是编译型语言,产生的程序执行速度慢。当我们遇到执行速度慢的程序
时,我们将会指出其这一特性。
本书的特点
本书诸多特点主要是向大家强调如何编写可靠的程序。这些特性不仅为初学 MATLAB
的学生服务,而且也为在工作岗位上的熟练者服务。
1.强调自上而下的编程方法
本书在第三章引入自上而下的编程方法,然后在以后的课程中坚持使用这种方法去解决
问题。这种方法要求学生在开始编写代码前先做大体的设计。在其他工作开始之前,应强调
问题解决方案的确定和输入输出量的定义。一旦一个问题被适当地确定了,我们会教给学生
怎样逐步分解为一连串小的问题,然后执行这些小的问题就像执行独立的子程序或函数一
样。最后我们将运用这种方法向大家介绍检测编程全过程的重要性,包括整个程序的单元检
测和最终产品的彻底检测。
本书教授的编程流程归纳如下:
z 清晰地描述出你所要解决的问题。
z 定义出程序所要求的输入量和程序所应的输出量。
z 描述出你所要编写程序的算法,这一步将运用到自上而下和逐步分解的设计方法,
用伪代码和流程图来描述。
z 把算法转化为 MATLAB 语句。
z 检测 MATLAB 程序。这一步包括单个函数的单元检测,也包括最终程序的详尽检
测。
序言 | III
,
2.强调使用函数
本书强调使用函数在逻辑上把大问题分解成小的子问题。它也强调在组合成最终的程序
之前,先检测单元函数的重要性。本书也会介绍一些编程隐患和如何避免的方法。
3.强调 MATLAB 工具的应用
本书将教会你适当使用 MATLAB 提供的工具,使编程和调试变得简单。这些工具包括:
launch pad,编译调试器,工作台,帮助台和 GUI 设计工具。
4.好的编程练习提示框
为了方便提示学生起见好的编程习惯被突出显示出来。每章的编程练习将会在章末做总
结。示例如下:
好的编程习惯
为了增强程序的可读性,在 if 结构体开头缩进两格或更多的空间。
5.编程隐患提示框
这些常见错误提示框突出显示一些常见的编程错误,故初学者能够参考,以致不出类似
的错误。示例如下:
编程隐患
确保变量名的前三十一个字符是独一无二的,否则,MATLAB 将辨认不出两变量的不
同。
6.强调数据结构
第七章向大家详细地介绍 MATLAB 数据结构,数据结构包括稀疏阵列,单元阵列和结
构阵列.这一章通过用户掌握图解和用户图形接口来向大家介绍如何适当使用这些数据结构.
授课特点
本课程的前六个章节是作为工程学一年级学生的《编程及问题解决入门》课程的教材而
书写的.它将耗费九周的时间,每周三个小时.如果时间不充足的话,第六章可以删除不讲.
前五章仍是编程基础和应用 MATLAB 解决问题,这就要求我们工程学教学工作者.其余的章
节涵盖了 MATLAB 的高级内容,这些内容将在学生以后工作中将会非常的有用。它包括高
级输入输出和用户图形界面的设计。
本书许多的特性可帮助学生理解。总共有 15 个小测试零散的分布在全书中,其答案存
在于附录 B 中。这些小测试将有助于自我理解。此外,大约还有 140 道章末课后题。一部
分精选的课后题的答案可在本书的网站上找到,当然全部的答案可在教师的指导书中找到好
的编程习惯在所有的章节中被突出显示出来,常见错误提示框突出显示一些常见的编程错
IV | 序言
误。章末的材料包括好的编程习惯的总结和 MATLAB 命令和函数的总结。与本书相配套的
教师参考手册包含所有章末练习的答案。本书所有例子的代码都可在本书的网站上得到,而
章末练习的答案的代码只能在手册中得到。
对使用者最后的提示
不论我多么努力的校对本书的文本,印刷错误总是难免的。如果你发现了一些错误,你
可以通过出版商通知我,我将在再版的时候做到最好。非常感谢你们在这方面的帮助。我列
举了一系列的错误和更正在网站 http://info.brookscole.com/chapman。欢迎访问。
鸣谢
我应当感谢 bill stenquist 和他在 books/cole 公司的同仁们对于本书的支持,有了他们的
支持才有本书的出版.对于本书第一版的反馈我深感幸慰.这是我们通力合作的结果.
我还应感谢我的妻子 ROSE 和我的孩子们 Avi,David,Rachel,Aaron,Sarah,Naomi,
Shira,and Devorah.他们都是乐观的人,在工作上给于我很大的鼓励。
斯蒂芬 J. 查普曼
目录
第一章 MATLAB 介绍 ..........................................................1
1.1 MATLAB 的优点 ...............................................................................................................1
1. 易用性..........................................................................................................................1
2. 平台独立性..................................................................................................................1
3. 预定义函数..................................................................................................................1
4. 机制独立的画图..........................................................................................................2
5. 用户图形界面..............................................................................................................2
6. MATLAB 编译器 .........................................................................................................2
1.2 MATLAB 的缺点 ...............................................................................................................2
1.3 MATLAB 的开发环境 .......................................................................................................2
1.3.1 MATLAB 桌面 ........................................................................................................2
1.3.2 命令窗口(TheCommandWindow) ....................................................................3
1.3.3 历史命令窗口(The History Command Window)..............................................4
1.3.4 启动平台(the launch pad)..................................................................................5
1.3.5 编辑调试器.............................................................................................................5
1.3.6 图像窗口(Figure Windows) ..............................................................................6
1.3.7 MATLAB 工作区 ....................................................................................................6
1.3.8 工作区浏览器.........................................................................................................7
1.3.9 MATLAB 帮助 ........................................................................................................8
1.3.10 一些重要的命令...................................................................................................9
1.3.11 MATLAB 搜索路径.............................................................................................10
1.4 把 MATLAB 当作便笺薄来使用 ................................................................................... 11
测试 1.1...........................................................................................................................12
1.5 总结..................................................................................................................................12
1.5.1 MATLAB 总结 ......................................................................................................13
1.6 练习..................................................................................................................................13
第二章 MATLAB 基础 ........................................................15
2.1 变量和数组......................................................................................................................15
2.2 MATLAB 变量的初始化 .................................................................................................17
2.2.1 用赋值语句初始化变量.......................................................................................17
2.2.2 用捷径表达式赋值...............................................................................................19
2.2.3 用内置函数来初始化...........................................................................................19
2.2.4 用关键字 input 初始化变量.................................................................................20
测试 2.1...........................................................................................................................20
2.3 多维数组..........................................................................................................................21
2.3.1 多维数组在内存中的存储...................................................................................22
2.3.1 用单个下标访问多标数组...................................................................................22
2.4 子数组..............................................................................................................................23
2.4.1 end 函数.................................................................................................................23
2.4.2 子数组在左边的赋值语句的使用.......................................................................24
2.4.3 用一标量来给子数组赋值...................................................................................25
2.5 特殊变量..........................................................................................................................25
测试 2.2...........................................................................................................................26
2.6 显示输出数据..................................................................................................................26
2.6.1 改变默认格式.......................................................................................................27
ii | 目录
2.6.2 disp 函数 ................................................................................................................27
2.6.3 用 fprintf 函数格式化输出数据...........................................................................28
2.7 数据文件..........................................................................................................................28
测试 2.3...........................................................................................................................29
2.8 标量运算和数组运算......................................................................................................30
2.8.1 标量运算符...........................................................................................................30
2.8.2 数组运算和矩阵运算...........................................................................................30
例 2.1...............................................................................................................................32
2.9 运算的优先级..................................................................................................................33
例 2.2...............................................................................................................................33
测试 2.4...........................................................................................................................34
2.10 MATLAB 的内建函数 ...................................................................................................34
2.10.1 选择性结果.........................................................................................................34
2.10.2 带数组输入的 MATLAB 函数的应用...............................................................34
2.10.3 常见的 MATLAB 函数 ......................................................................................35
2.11 画图入门........................................................................................................................35
2.11.1 简单的 xy 画图...................................................................................................36
2.11.2 打印图象.............................................................................................................37
2.11.3 联合作图.............................................................................................................37
2.11.4 线的颜色,线的形式,符号形式和图例 ...............................................................38
2.11.5 对数尺度.............................................................................................................40
2.12 例子................................................................................................................................41
例 2.3...............................................................................................................................41
例 2.4...............................................................................................................................42
例 2.5...............................................................................................................................44
2.13 调试 MATLAB 程序 .....................................................................................................46
2.14 总结................................................................................................................................47
2.14.1 好的编程习惯总结.............................................................................................47
2.14.2 MATLAB
总结 ....................................................................................................48
2.15 练习................................................................................................................................50
第三章 分支语句和编程设计................................................. 53
3.1 自上而下的编程方法简介..............................................................................................53
3.2 伪代码的应用...................................................................................................................56
3.3 关系运算符和逻辑运算符..............................................................................................56
3.3.1 关系运算符...........................................................................................................56
3.3.2 小心==和~=运算符..............................................................................................57
3.3.3 逻辑运算符...........................................................................................................58
例 3.1...............................................................................................................................59
3.3.4 逻辑函数...............................................................................................................59
测试 3.1...........................................................................................................................60
3.4 选择结构(分支语句) .......................................................................................................60
3.4.1 if 结构 ....................................................................................................................60
3.4.2 if 结构举例 ............................................................................................................62
例 3.2...............................................................................................................................62
例 3.3...............................................................................................................................64
3.4.3 关于 if 结构使用的注意事项 ..............................................................................66
例 3.4...............................................................................................................................67
3.4.4 switch 结构 ............................................................................................................68
3.4.5 try/catch 结构的应用.............................................................................................69
测试 3.2...........................................................................................................................70
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- wangyuti2020-10-09资料不错的,正是我想要的,谢谢啦
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