内容简介

本书对MATLAB编程中涉及的主要知识点进行了完整讲解，并对代码规范化、内容人文化等进行了探索，力图使理工科内容的著作中充盈一股文学清流。全书共分七章，内容包括MATLAB的基本概况、函数文件、矩阵运算、CELL与STRUCT、绘图与用户界面、符号运算、面向对象编程七个专题，每个专题都进行了详细的讲解，并给出了规范化的示例代码。本书充分考虑了当前学习编程的读者年龄段，以详细的内容、规范化的代码、富含文学性的例子，加上探索性的讲解形式，对每个知识点进行了分析，力图使读者在体验中学习知识，在感受中提高技能，做到既解决了问题又掌握了知识。

作者简介

马寨璞，教授，硕士生导师。2003年3月毕业于浙江大学，获工学博士学位，2010年之前，主要研究水域生态学。自2010年至今，主要研究城市生态系统与生物数学模型，目前已发表各类学术论文40篇，其中JCR一区1篇，SCI多篇，已指导硕士研究生10余年，毕业多名，其中1篇获河北省优秀硕士论文，最近出版的1部研究生教材。

目录

1 MATLAB的概况 (1)

1．1 MATLAB简介 (2)

1．2 MATLAB的主要界面 (9)

1．3 命令窗口及操作 (13)

1．4 数值、变量和表达式 (29)

1．5 日志命令与历史命令窗口 (41)

1．6 当前目录窗口 (45)

1．7 MATLAB的工作空间 (49)

1．8 M脚本与M函数编辑器 (62)

1．9 帮助文件的使用 (72)

2 函数文件 (78)

2．1 MATLAB语言编程的基本理念 (79)

2．2 MATLAB函数的基本概况 (79)

2．3 MATLAB中的函数分类 (85)

2．4 MATLAB中的全局变量和局部变量 (90)

2．5 MATLAB函数文件中的控制语句 (92)

2．6 函数句柄 (143)

2．7 泛函命令 (147)

3 矩阵运算 (152)

3．1 数值数组的创建 (153)

3．2 数值数组的一般操作 (179)

3．3 矩阵的运算 (200)

3．4 特殊矩阵 (222)

3．5 矩阵变换与分解 (251)

3．6 格式化矩阵输出 (283)

4 CELL与STRUCT (291)

4．1 字符串与字符数组 (292)

4．2 cell数组 (335)

4．3 结构数组 (358)

5 绘图与用户界面 (377)

5．1 绘图及其属性 (378)

5．2 plot函数详解 (381)

5．3 颜色的使用 (391)

5．4 坐标轴设置与图形标识符 (404)

5．5 几种常用的二维绘图函数 (421)

5．6 三维绘图 (470)

5．7 句柄操作 (487)

5．8 图像用户界面 (498)

6 符号运算 (522)

6．1 符号对象的定义 (523)

6．2 符号运算基本操作 (530)

6．3 符号运算结果的可视化 (566)

6．4 MuPAD Notebook符号运算 (571)

7 面向对象编程 (578)

7．1 面向过程与面向对象 (579)

7．2 类的组织结构 (580)

7．3 类的属性 (594)

7．4 类的方法 (602)

7．5 类的继承与派生 (611)

7．6 MATLAB基本类类型 (640)

7．7 对象的析构、保存和加载 (663)

7．8 多态性与抽象 (683)

7．9 事件与响应 (694)

7．10 对象数组 (705)

7．11 Meta Class (715)

7．12 模板化类设计 (718)

主要参考文献 (723)

前言/序言 MATLAB是当前最常用的一种编程语言，它既可进行面向过程的编程，以实现某个具体的功能(如绘图等)，也可以进行面向对象编程，以加快大型软件的开发与实现。当前，涉及MATLAB各种应用的图书层出不穷：有针对MATLAB数值分析的、有使用MATLAB进行图像处理的，各类指南、宝典、入门、视频教程等林林总总，不一而足。这些著作各有所长，值得借鉴，在此基础上，我们试着写这样一本MATLAB的是，试图克服其中的一些不足。

(1)规范性问题

编程，除了要编写一段代码实现必须完成的基本任务(如计算、绘图、模拟等)之外，还要搞好辅助的任务，所谓辅助任务，就是对代码进行各种规范性的处理。例如，对于函数的讲解，许多著作都讲述了编写函数的过程，也给出了具体地实现，但是，很少有专门就代码的规范性进行讨论的。我们认为，做好外围辅助(编写帮助说明文件等)与实现代码的基本功能同等重要，因此，我们专门讨论了函数文件的规范性书写，要求在编写完整的函数时，都要给出规范化的解释说明，这种格式贯穿全书，以多次重复加深读者的印象。对于面向对象中类的定义，也需要进行规范化处理，关于规范性更详细的说明，读者可阅读本书中关于函数和类等章节中的相关内容。

(2)缺乏人文情怀

一提到编程，许多人都会认为是理工类的教材或著作，无需考虑它的文学性。然而，在当前社会发展与工作中，要求人员具体综合素质、全面发展，而不仅仅是“理工男”。我们认为，人文社交知识也是一种能力，文学修养有助于提高理工学生自身的素质，即使是面向理工科学生的编程教材，也有必要考虑其文学艺术性。例如，在讲授处理字符串的命令时，如果使用一段毫无意义的字符串作为例子(比如abcdefg qwertyu ahuehixn)，虽然也能讲述清楚命令的使用，但肯定不如使用有积极意义的格言警句(比如Everything is good in its season.万物逢时皆美好)作为示例内容更让人觉得赏心悦目。因此，在本书中，凡是涉及字符串的学习内容，都会尽可能选择一些读来琅琅上口的名言、对联、诗句、古文等作为例句，让读者在MATLAB的学习中品味文学，感受人文情怀。

(3)探讨性讲解

同一个知识点，可以采用不同的方式进行讲解。既可以采取居高临下、平白直叙的方式，直接告诉读者是什么，也可以通过一个探索的过程，让作者与读者站在同一个高度，一起去挖掘出这个知识点。这两种不同的教学方式，会给读者留下不同的印象。多数MATLAB的教科书中，都是直接告诉读者是什么，缺少了探索、参与的过程。因此，本书在解释知识点时，尽可能的采用探索式的讲解方式(略口语化)，让作者和读者一起，在挖掘知识点的过程中，逐渐加深理解，达到掌握。因为知其然，总不如知其所以然更让人印象深刻，参与挖掘知识点，总比旁观更有体验感。当前的年轻读者，更注重体验与参与，本书在这个方面也做了一点有益的探索。

之所以要编写这本详解，除了上述的几点之外，还因为当前MATLAB编程的各种教材中，许多命令并未给出详细的使用说明。也许有读者认为查看MATLAB的帮助文件即可，但是，我更倾向于这样的观点，即每学习一个函数命令，就要完整的学习它的各种使用方法。本书试图通过多个常用函数这种详细地学习过程，让读者完整掌握其基本使用方法，还借助这种学习，养成一个习惯，即全面掌握每一个知识点。因此，本书在介绍每一个函数时，都会不厌其详的介绍其具体使用。

记起在2000年读博士期间的一段编程经历，因为不太熟悉，一段长约500行的嵌入代码(其他语言编写)，无论如何调试，都无法得到正确的结果，因为在调试时，逻辑上检查不出任何问题，语法上也没有错误，整整10余天，没有任何进展，即便是多次重写代码，也无法达到目的。最后，只好逐个字符的验证，才发现是最后的一个标点符号导致了逻辑改变。我至今仍然记得修改完毕那段代码后，自责与反省让人彻夜难眠，一是自责自己没有完整掌握那种语言详细的使用方法，二是反省自己在以后的工作中要仔细认真。细想起来，这也是写这本书时，对每一个函数进行详解的另一个原因吧。

在本书编写过程中，河北大学生命科学学院任国栋教授多次关心编写进度，并给予许多鼓励与帮助。电子工业出版社的编辑对本书的出版付出了辛勤的工作，对于他们的支持与帮助，表示衷心的感谢。本书的出版，还得到了“本科教学工程专业综合改革试点专项资金”的支持，在此一并表示深深的感谢。

自2015年9月开始，近一年的时间，每日兢兢业业，力图使内容完美无缺，但我知道，囿于本人的水平有限，其中错误在所难免，敬请读者批评指正。

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