學習和掌握科學計算應用軟件——MATLAB核心模塊的應用是利用該軟件開展控制系統(tǒng)設計與分析、數字信號與數字圖像處理、通信系統(tǒng)設計與仿真、金融數學分析等應用的基礎。本書重點介紹了該軟件的核心基礎內容，包括MATLAB產品的體系，MATLAB桌面工具的使用方法，M語言編程方法，MATLAB進行數據可視化、分析處理的基本步驟等。
本書凝聚了作者從業(yè)多年來利用MATLAB解決各種工程問題時積累的應用經驗。全書僅圍繞MATLAB核心模塊的基礎內容展開，是學習和掌握MATLAB軟件最基礎的書籍，書中內容翔實、全面，用詞簡單、扼要，示例豐富，可以作為MATLAB軟件的培訓教材，也可以作為自學MATLAB應用軟件的入門教程，還可以作為已經基本掌握MATLAB使用方法的工程技術人員提高MATLAB使用技巧的參考書。
初夏的上午時分，冉冉升起的艷陽正炙烤著北京CBD的寫字樓，意式濃縮咖啡的醇香尚未散去，筆者的個人郵箱突然收到了一封來自某大學老師的電子郵件，咨詢是否有計劃重新編寫《MATLAB基礎與編程入門》。與此同時，西安電子科技大學出版社編輯的一通電話也問了我同樣的問題，被稱呼為“張老師”還多少有些不習慣�？磥磉@本書的確需要根據新版本的MATLAB軟件進行再一次的升級更新了。
筆者接觸MATLAB軟件還是在大學三年級的“自動控制原理”課程上，簡單的幾個命令就可以準確地繪制奈奎斯特曲線、波特圖，完成復雜的矩陣運算，那時幾張1.44英寸(注：1英寸=2.54厘米)的軟盤就足夠容納所有的MATLAB安裝程序包。到了今天，完整地將MATLAB軟件安裝到計算機內需要占據十幾吉字節(jié)的存儲空間。MATLAB應用軟件體系龐大，功能豐富，包含眾多工具，掌握其功能和工具的使用成為MATLAB初學者的最大障礙。應用MATLAB產品需要首先掌握其核心基礎內容，包含MATLAB的產品體系、桌面工具，M語言編程，數據可視化以及數據分析的基本步驟和流程等，實際上，上述大部分功能都由MATLAB核心模塊來提供，并不涉及具體的專業(yè)產品或者工具箱。利用這些基礎功能，再結合自身的專業(yè)知識就可以解決很多領域的科學或者工程問題。
本書是學習、掌握MATLAB軟件的基礎書籍，第一版于2004年2月出版，之后更新出版了第二版和第三版。盡管這些年來MATLAB軟件每年都在升級，但是很多MATLAB用戶往往會選擇自己最熟悉的那個版本軟件，只有初學者才更愿意追逐產品的更新，使用最新版的軟件，體會最新的功能。每一次MATLAB軟件的升級都或多或少引入了一些新的功能，并且淘汰了一部分過時的內容。很多摯友希望看到本書能夠反映MATLAB的新版本、新功能，于是，基于MATLAB Release 2020a的本書誕生了。
本書的基本結構與前面幾個版本保持一致，圍繞MATLAB 9.80版的核心模塊展開，介紹了MATLAB數據類型與編程基礎、數據圖形的可視化功能和各種桌面工具的使用方法。與第三版相比較，本書刪除了部分已經徹底淘汰的功能的介紹，修正了文字描述方面的錯誤，加入了部分新函數、新功能的描述，并且在對應的章節(jié)中介紹了新舊版本軟件的變化，以保持對舊版本書籍及軟件的向下兼容性。
本書從第一版到現(xiàn)在，均得到西安電子科技大學出版社毛紅兵副總編輯的大力支持，在這里對她和出版社的其他同志表示衷心的感謝。感謝母校—北京航空航天大學對筆者的培養(yǎng)，從“艱苦樸素，勤奮好學，全面發(fā)展，勇于創(chuàng)新”到“德才兼?zhèn)�，知行合一”，從自動化學院到光電學院再到生物與醫(yī)學工程學院，難忘主樓243、主南116、六號樓、新主樓和逸夫科學館里的日日夜夜。感謝多年的同學、同事、好友以及師長，與你們一同學習、鉆研MATLAB軟件，學習和研究實時仿真、混合試驗技術的日子讓我終身受益。更要感謝我的父母、兄長和妻兒，我花費了太多時間在計算機前，沒能很好地盡到自己應盡的義務和責任，如果沒有家人對我的關心、支持和鼓勵，也就沒有今天本書的如期出版。
由于時間倉促，書中難免存在一些不足之處，誠望廣大讀者諒解，并且希望讀者提出寶貴的意見和建議，以便再版時改進。如果需要獲得本書所涉及的示例源代碼、電子課件，或者對本書有任何疑問以及想法，可以通過電子郵件與作者直接聯(lián)系。作者電子信箱為zhang_way@163.com。
作 者
2022年1月
第1章 MATLAB桌面環(huán)境 1
1.1 MATLAB產品族簡介 1
1.1.1 MATLAB的產品體系 2
1.1.2 Simulink簡介 6
1.1.3 Stateflow簡介 8
1.1.4 自動化代碼生成工具 9
1.2 MATLAB的桌面環(huán)境 11
1.2.1 MATLAB用戶界面 12
1.2.2 MATLAB用戶界面布局 15
1.2.3 修改窗體文本樣式 18
1.3 Command Window和MATLAB
命令 20
1.3.1 在命令行窗體中執(zhí)行命令 20
1.3.2 設置命令行窗體的數值
顯示格式 23
1.3.3 常用的命令行窗體控制命令 25
1.4 Command History和歷史記錄 28
1.4.1 命令行歷史窗體 28
1.4.2 diary命令 32
1.5 使用幫助和Function Browser 34
1.5.1 使用在線幫助 34
1.5.2 使用窗體幫助 37
1.5.3 函數瀏覽器 40
1.5.4 操作幫助的函數 42
1.6 Current Folder和搜索路徑 43
1.6.1 當前路徑察看器 43
1.6.2 工作目錄 45
1.6.3 搜索路徑 47
1.7 使用MATLAB命令收藏 50
本章小結 55
練習 56
第2章 矩陣和數組 57
2.1 向量、矩陣和數組的基本概念 57
2.2 創(chuàng)建向量 59
2.3 創(chuàng)建矩陣 62
2.3.1 直接輸入法 62
2.3.2 工作空間瀏覽器 63
2.3.3 變量編輯器 66
2.4 索引 70
2.4.1 向量元素的訪問 70
2.4.2 矩陣元素的訪問 72
2.5 基本運算 74
2.5.1 矩陣生成函數 75
2.5.2 基本矩陣運算 76
2.5.3 基本數組運算 78
2.5.4 基本數學函數 82
2.5.5 矩陣(數組)操作函數 84
2.6 稀疏矩陣 87
2.7 多維數組 90
2.7.1 創(chuàng)建多維數組 90
2.7.2 多維數組的操作函數 94
本章小結 96
練習 96
第3章 數據類型基礎 98
3.1 MATLAB提供的數據類型 98
3.2 數值類型 99
3.2.1 基本數值類型入門 99
3.2.2 整數類型數據運算 102
3.2.3 MATLAB的常量 107
3.2.4 空數組 110
3.2.5 數據類型轉換 112
3.3 邏輯類型 114
3.3.1 邏輯數據類型 114
3.3.2 邏輯運算 116
3.3.3 關系運算 118
3.3.4 運算符的優(yōu)先級 121
3.4 字符向量與字符串數組 122
3.4.1 字符向量 122
3.4.2 字符串數組 127
3.4.3 處理字符向量和字符串的函數 132
3.4.4 格式化字符串 137
3.4.5 格式化輸入/輸出 141
3.5 元胞數組 146
3.5.1 元胞數組的創(chuàng)建 147
3.5.2 元胞數組基本操作 149
3.5.3 元胞數組操作函數 154
3.6 結構 157
3.6.1 結構數組的創(chuàng)建 157
3.6.2 結構數組的基本操作 161
3.6.3 結構操作函數 163
本章小結 166
練習 167
第4章 MATLAB編程基礎 168
4.1 M語言編輯器 168
4.2 腳本文件 169
4.3 流程控制 173
4.3.1 選擇結構 173
4.3.2 循環(huán)結構 181
4.3.3 break語句和continue語句 184
4.3.4 提高運算性能 186
4.4 函數文件 190
4.4.1 基本結構 190
4.4.2 輸入/輸出參數 195
4.4.3 子函數 196
4.4.4 局部變量和全局變量 197
4.4.5 函數執(zhí)行規(guī)則 200
4.5 M文件調試 202
4.5.1 一般調試過程 202
4.5.2 條件斷點 206
4.5.3 命令行調試 207
本章小結 208
練習 208
第5章 導入/導出數據文件 210
5.1 高級例程函數 210
5.1.1 MAT數據文件操作 210
5.1.2 文本文件操作 218
5.1.3 導入其他類型數據文件 219
5.1.4 導出二進制格式數據 224
5.2 低級例程函數 225
5.2.1 打開與關閉文件 226
5.2.2 讀寫數據 227
5.2.3 文件位置指針 230
5.3 數據導入向導 234
本章小結 239
練習 240
第6章 圖形基礎 241
6.1 概述 241
6.2 交互式繪圖 243
6.2.1 工具欄快速繪圖 243
6.2.2 交互式繪圖工具 247
6.3 命令繪圖 270
6.3.1 基本繪圖命令 270
6.3.2 設置曲線的樣式屬性 272
6.3.3 使用子圖 278
6.3.4 控制繪圖區(qū)域 280
6.3.5 格式化繪圖命令 285
6.3.6 特殊圖形函數 292
6.4 基本三維繪圖 299
6.5 圖形顯示與調色板 304
6.6 保存和輸出圖形 309
6.6.1 保存圖形 309
6.6.2 導出與打印圖形 311
6.7 簡單數據分析工具 313
6.7.1 簡單數據統(tǒng)計 313
6.7.2 插值運算 316
6.7.3 曲線擬合 320
6.7.4 基本擬合工具 324
本章小結 329
練習 330
第7章 圖形用戶界面基礎 332
7.1 句柄圖形入門 332
7.2 GUIDE工具入門 341
7.2.1 GUIDE工具的界面 342
7.2.2 創(chuàng)建圖形用戶界面外觀 345
7.2.3 圖形用戶界面編程 352
7.3 應用設計工具基礎 357
本章小結 364
練習 364
附錄 366
附錄A MATLAB關鍵字 366
附錄B MATLAB可用的TEX
字符集 367
附錄C 數據文件IO函數 368
附錄D 可讀的常見文件類型 370
附錄E 數據IO格式化字符向量 371
附錄F MATLAB運算符的優(yōu)先級 372
附錄G 實用命令 373
參考文獻 375
書單推薦
