MATLAB基礎教程(第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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薛山 著

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店鋪： 阜寜新華書店圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302399070

商品編碼：25599946390

包裝：平裝

開本：16

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《MATLAB實用編程技術與高級應用》 內容簡介 《MATLAB實用編程技術與高級應用》旨在為廣大MATLAB用戶提供一套全麵、深入且實用的學習資源，幫助讀者掌握MATLAB的精髓，並將其高效地應用於科學研究、工程計算和數據分析等各個領域。本書不同於基礎入門教程，它側重於從實用性和進階性的角度齣發，帶領讀者探索MATLAB在實際問題解決中的強大能力，以及如何編寫齣高效、健壯且易於維護的代碼。 本書的獨特性與價值： 本書的核心在於“實用”與“高級”。它並非羅列MATLAB的全部函數，而是聚焦於開發者在實際工作中經常遇到、卻又容易被基礎教程忽略的編程技巧、設計模式和高級應用。通過學習本書，讀者將能夠： 1. 提升代碼質量與效率： 掌握編寫簡潔、高效、可讀性強的MATLAB代碼的藝術。從數據結構的選擇、算法的設計到性能優化，都將有詳盡的講解和實踐。 2. 深入理解MATLAB語言機製： 擺脫對“調包俠”的依賴，真正理解MATLAB語言的內部機製，從而能夠更靈活地運用其特性，解決更復雜的問題。 3. 掌握專業領域的MATLAB應用： 聚焦於信號處理、圖像處理、機器學習、數值計算等典型應用場景，通過具體的案例分析，展示MATLAB在這些領域的強大解決能力。 4. 構建自己的MATLAB工具箱： 學習如何封裝自己的函數和工具，構建可重用、易於分享的MATLAB工具箱，提升個人和團隊的工作效率。 5. 應對復雜工程與研究挑戰： 掌握在實際工程項目和科學研究中，如何利用MATLAB進行模型構建、仿真分析、數據可視化和結果解讀。 本書的章節設計與內容概述： 本書結構嚴謹，內容層層遞進，從編程基礎的鞏固與強化，到數據處理與可視化的進階，再到特定領域的深入探索，最後觸及MATLAB的高級開發與集成。 第一部分：MATLAB編程的精進之路 第1章：精煉代碼的藝術：MATLAB編程規範與風格 本章將深入探討如何編寫“好”的MATLAB代碼。我們將討論命名約定、代碼注釋的最佳實踐、模塊化設計原則、錯誤處理機製（如try-catch語句的使用）、以及如何利用MATLAB的現有工具（如代碼檢查器）來提升代碼質量。目標是讓讀者寫齣的代碼不僅能運行，而且易於他人理解和維護，為後續的復雜項目打下堅實基礎。 第2章：數據結構的智慧選擇與高效處理 MATLAB提供瞭豐富的數據結構，選擇閤適的數據結構對程序的性能至關重要。本章將深入分析數組（包括多維數組）、結構體（structs）、元胞數組（cell arrays）、錶格（tables）以及類的使用場景和優劣。我們將演示如何利用這些數據結構來高效地存儲、訪問和操作數據，尤其是在處理大規模數據集時，效率的提升將是顯著的。 第3章：函數式編程與匿名函數的高級運用 雖然MATLAB以其麵嚮過程的編程風格著稱，但掌握函數式編程的思維方式能極大地簡化某些問題的處理。本章將詳細講解匿名函數（anonymous functions）的創建和應用，以及`arrayfun`、`cellfun`、`structfun`等函數的巧妙運用，展示如何利用函數句柄（function handles）實現更靈活的代碼設計，例如在函數參數傳遞、迴調函數以及簡單的函數組閤中。 第4章：循環與嚮量化：性能優化的核心 這是MATLAB編程中的關鍵章節。我們不僅會迴顧基本的for和while循環，更會聚焦於MATLAB強大的嚮量化（vectorization）能力。通過大量的對比案例，讀者將理解為何以及如何將基於循環的計算轉化為嚮量化操作，從而實現數量級的性能提升。我們將討論何時應該嚮量化，何時循環更優，以及如何識彆和改進低效的循環結構。 第5章：遞歸、迭代與算法設計 本章將探討遞歸（recursion）在MATLAB中的實現方式及其適用場景，並與迭代（iteration）方法進行對比。我們將分析一些經典的遞歸算法（如斐波那契數列、快速排序的部分思路），並討論在MATLAB環境中實現它們的技巧和注意事項。此外，還會初步涉及一些基礎算法的設計思維。 第二部分：數據處理與可視化進階 第6章：高級數據預處理與特徵工程 在實際應用中，原始數據往往需要經過精細的處理纔能用於分析。本章將涵蓋數據清洗（缺失值處理、異常值檢測）、數據歸一化與標準化、特徵提取（如多項式擬閤、傅裏葉變換提取特徵）、以及數據降維技術（如PCA的MATLAB實現）。我們將重點介紹如何利用MATLAB的統計和信號處理工具箱來完成這些任務。 第7章：交互式與定製化數據可視化 MATLAB強大的繪圖功能是其核心優勢之一。本章將超越基本的plot函數，深入講解如何創建更具信息量、更具吸引力的可視化圖形。內容包括：3D繪圖、組閤圖（subplot）、統計圖（histograms, box plots）、定製化坐標軸、圖例、標題、以及如何利用`annotation`和`hgtransform`實現更精細的圖形控製。同時，也將介紹MATLAB的交互式繪圖工具，如數據遊標（data cursor）和圖上編輯功能。 第8章：動態圖形與動畫製作 對於展示過程、模擬結果或時間序列數據，動態圖形和動畫是極佳的錶達方式。本章將指導讀者如何使用`drawnow`、`pause`、`getframe`和`movie`函數創建實時更新的圖形和錄製視頻動畫。我們將通過一些具體的例子，如物理係統仿真、信號演變過程的展示等，來演示動態可視化的技巧。 第9章：GUI設計與交互式應用開發 MATLAB的GUIDE（圖形用戶界麵開發環境）和App Designer允許用戶創建獨立的、交互式的應用程序。本章將引導讀者設計和開發簡單的GUI界麵，學習如何添加控件（按鈕、滑塊、文本框等）、響應用戶事件，並實現數據輸入、處理和結果顯示的完整流程。這將極大提升MATLAB在非專業用戶中的可用性。 第三部分：專業領域應用與高級技術 第10章：信號處理與時頻分析實戰 本章將聚焦於MATLAB在信號處理領域的應用。內容包括：數字濾波器的設計與應用（FIR, IIR）、頻譜分析（FFT, STFT）、小波分析（wavelet analysis）用於信號去噪和特徵提取。我們將通過具體的音頻信號、生理信號等案例，展示如何運用MATLAB強大的信號處理工具箱解決實際問題。 第11章：圖像處理與計算機視覺基礎 MATLAB在圖像處理和計算機視覺領域同樣擁有廣泛的應用。本章將介紹圖像的讀寫、增強（對比度調整、濾波）、分割（閾值法、邊緣檢測）、形態學操作，以及一些基礎的計算機視覺任務，如特徵點檢測、圖像匹配。讀者將學習如何運用Image Processing Toolbox和Computer Vision Toolbox完成常見的圖像分析任務。 第12章：數據科學與機器學習入門 本章將為讀者提供使用MATLAB進行數據科學分析和機器學習的入門指南。我們將涵蓋數據導入、預處理、特徵選擇、模型訓練（綫性迴歸、邏輯迴歸、支持嚮量機、決策樹）、模型評估與調優。讀者將學習如何利用Statistics and Machine Learning Toolbox構建和應用機器學習模型。 第13章：數值計算與優化方法 MATLAB在科學計算領域擁有無可比擬的優勢。本章將深入探討其在數值積分、微分方程求解、綫性代數運算（稀疏矩陣的處理）、以及無約束和約束優化問題求解方麵的應用。我們將介紹`integral`, `ode45`, `linalg`相關函數，以及Optimization Toolbox的使用，展示如何利用MATLAB解決復雜的數值問題。 第四部分：MATLAB的高級開發與集成 第14章：MATLAB代碼的性能剖析與優化 當程序變得復雜或數據量增大時，性能瓶頸變得尤為重要。本章將詳細介紹MATLAB的性能分析工具（Profiler），教導讀者如何識彆代碼中的性能熱點。在此基礎上，我們將討論更高級的優化策略，包括代碼的並行計算（Parallel Computing Toolbox）、MEX文件（C/C++或Fortran接口）的調用，以及如何利用MATLAB Compiler將代碼打包成獨立應用程序。 第15章：MATLAB與外部程序的交互 在現代工程和科研環境中，MATLAB常常需要與其他軟件或硬件進行交互。本章將講解如何通過文件I/O（讀寫CSV, Excel, HDF5等）、數據庫連接（SQL）、調用係統命令、以及使用Web服務（HTTP請求）來與外部係統進行數據交換和通信。 第16章：打包、部署與項目管理 對於完成的項目，如何進行有效的文件管理、版本控製，以及最終的部署，是保證項目可持續性的關鍵。本章將介紹MATLAB項目管理的一些最佳實踐，以及如何使用MATLAB Compiler生成獨立的桌麵應用程序或部署到服務器上，讓開發的成果能夠被更廣泛地使用。 本書適閤的讀者： 已經掌握MATLAB基礎知識，希望提升編程技能和代碼質量的工程師、科研人員和學生。 需要利用MATLAB解決復雜工程問題、進行數據分析和科學研究的專業人士。 對MATLAB的高級功能和開發技術感興趣的學習者。 希望構建自己的MATLAB工具箱，提高工作效率的用戶。 已經初步接觸MATLAB，但希望深入理解其背後的原理和應用技巧的讀者。 《MATLAB實用編程技術與高級應用》將是一本伴隨您從MATLAB使用者蛻變為MATLAB開發者的得力助手，助您在技術探索的道路上行穩緻遠，事半功倍。