版本更新——在第二版的基礎(chǔ)上修訂改寫而成，以MATLAB R2016a（9.0版）為操作環(huán)境介紹程序設(shè)計(jì)的方法，順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

適應(yīng)面廣——可作為高等學(xué)校理工科各專業(yè)大學(xué)生、研究生學(xué)習(xí)的教材，也可用作廣大科技工作者的參考用書。

循序漸進(jìn)——內(nèi)容循序漸進(jìn)，深入淺出，教學(xué)適用性強(qiáng)。注重基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐，案例取舍得當(dāng)，重點(diǎn)突出。

20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言，亦稱科學(xué)計(jì)算軟件，MATLAB語(yǔ)言就是其中之一。MATLAB有矩陣實(shí)驗(yàn)室（MATrix LABoratory）之意，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB起源于矩陣運(yùn)算，但它將數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算、圖形處理、系統(tǒng)仿真和程序流程控制等功能集成在統(tǒng)一的環(huán)境中，并具有與其他程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的應(yīng)用接口以及許多面向特定應(yīng)用領(lǐng)域的工具箱，在科學(xué)研究以及工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。

《MATLAB程序設(shè)計(jì)教程》第一版于2005年3月出版，第二版于2010年2月出版。該書出版的十多年，也是MATLAB在我國(guó)得到不斷普及和應(yīng)用的十多年。時(shí)至今日，MATLAB已經(jīng)發(fā)展成為適合多學(xué)科、多平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和工程應(yīng)用領(lǐng)域的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。從2006年起，MathWorks公司每年發(fā)布兩次以年份命名的MATLAB版本，其中3月份左右發(fā)布a版，9月份左右發(fā)布b版，包括MATLAB R2006a（7.2版）、MATLAB R2006b（7.3版）、…、MATLAB R2012a（7.14版）。2012年9月，MathWorks公司推出了MATLAB R2012b，即MATLAB 8.0版，該版本從操作界面到系統(tǒng)功能都有重大改變和加強(qiáng)，隨后推出了MATLAB R2013a（8.1版）、MATLAB R2013b（8.2版）、…、MATLAB R2015b（8.6版）。2016年3月，MathWorks公司推出了MATLAB R2016a（9.0版）、2016年9月推出了MATLAB R2016b（9.1版）、2017年3月推出了MATLAB R2017a（9.2版），這是本書交稿時(shí)的最高版本，以后還會(huì)不斷推出新的版本。在功能上講，從MATLAB R2012b開(kāi)始，MATLAB的操作界面和基本功能是一樣的，所以不必過(guò)于在意版本的變化。本書以MATLAB R2016a（9.0版）作為操作環(huán)境。

在MATLAB版本不斷更新的同時(shí)，MATLAB的應(yīng)用領(lǐng)域也得到不斷拓展，在許多學(xué)術(shù)刊物上都可以看到MATLAB的應(yīng)用案例。在高等院校，無(wú)論是在課程教學(xué)，還是在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等培養(yǎng)環(huán)節(jié)中，應(yīng)用MATLAB已十分普遍，MATLAB成為重要的解題工具，將MATLAB融入其他課程的教學(xué)以及教學(xué)環(huán)節(jié)成為改革傳統(tǒng)教學(xué)的重要措施。許多高等院校將MATLAB語(yǔ)言列入培養(yǎng)方案，納入計(jì)算機(jī)教育課程體系，開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的課程。

《MATLAB程序設(shè)計(jì)教程》一書出版后，被許多高校選做教材，受到同行及讀者的歡迎，在此我們表示誠(chéng)摯的謝意。為了適應(yīng)新的技術(shù)發(fā)展要求，并總結(jié)教材前兩版在教學(xué)過(guò)程中的體會(huì)與經(jīng)驗(yàn)，更好地為教學(xué)服務(wù)，作者在本書第二版的基礎(chǔ)上進(jìn)行了合理的取舍，并作了許多修改、補(bǔ)充和完善，形成本書第三版。第三版基本上保持第二版的體系結(jié)構(gòu)，但更新了軟件版本、充實(shí)了實(shí)例，使得全書內(nèi)容更豐富、教學(xué)適應(yīng)性更強(qiáng)。

全書按照由淺入深、循序漸進(jìn)的原則進(jìn)行編排，在講清有關(guān)數(shù)學(xué)背景及算法思想的基礎(chǔ)上，介紹MATLAB的功能，并結(jié)合實(shí)例介紹MATLAB的應(yīng)用。全書主要內(nèi)容有MATLAB操作基礎(chǔ)、MATLAB矩陣及其運(yùn)算、MATLAB程序流程控制、MATLAB繪圖、MATLAB數(shù)據(jù)分析與多項(xiàng)式計(jì)算、MATLAB解方程與最優(yōu)化問(wèn)題求解、MATLAB數(shù)值積分與數(shù)值微分、MATLAB符號(hào)運(yùn)算、MATLAB圖形句柄、MATLAB圖形用戶界面設(shè)計(jì)、Simulink動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境以及MATLAB外部接口技術(shù)。兩個(gè)附錄分別給出了MATLAB常用命令與函數(shù)分類索引表和MATLAB常用的LaTeX字符集，可供讀者需要時(shí)查閱。

本書可作為高校理工科專業(yè)大學(xué)生、研究生學(xué)習(xí)的教材，也可供廣大科技工作者閱讀使用。本書配有電子教案及相關(guān)教學(xué)資源（案例、程序源代碼等），讀者可以從中國(guó)水利水電出版社網(wǎng)站（http://www.waterpub.com.cn）或萬(wàn)水書苑網(wǎng)站（http://www.hzxbc.cn）下載。

本書由劉衛(wèi)國(guó)任主編。第1、9～11章由劉衛(wèi)國(guó)編寫，第2～5章由蔡立燕編寫，第6、7章由童鍵編寫，第8、12章由蔡旭暉編寫。此外，參與討論與部分編寫工作的還有周欣然、曹岳輝、李利明、何小賢、劉澤星、劉胤宏、舒衛(wèi)真、孫士闖、張娟、毛穎、鄒奇林等。在本書編寫過(guò)程中，吸取了許多老師、讀者的寶貴意見(jiàn)和建議，在此表示衷心的感謝。

由于作者水平所限，書中難免出現(xiàn)不妥之處，敬請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。

前言

第1章 MATLAB操作基礎(chǔ) 1
1.1 MATLAB概述 1
1.1.1 MATLAB的發(fā)展 1
1.1.2 MATLAB的主要功能 2
1.1.3 初識(shí)MATLAB 3
1.2 MATLAB系統(tǒng)環(huán)境 5
1.2.1 啟動(dòng)與退出MATLAB系統(tǒng)環(huán)境 5
1.2.2 MATLAB操作界面 6
1.2.3 MATLAB的搜索路徑 9
1.3 MATLAB幫助系統(tǒng) 10
1.3.1 MATLAB幫助窗口 10
1.3.2 MATLAB幫助命令 11
1.3.3 MATLAB演示系統(tǒng) 12
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 12
思考練習(xí) 13
第2章 MATLAB矩陣及其運(yùn)算 14
2.1 MATLAB數(shù)據(jù)類型 14
2.2 變量和數(shù)據(jù)操作 15
2.2.1 變量與賦值 16
2.2.2 預(yù)定義變量 16
2.2.3 內(nèi)存變量的管理 17
2.2.4 MATLAB常用數(shù)學(xué)函數(shù) 18
2.2.5 數(shù)據(jù)的輸出格式 20
2.3 MATLAB矩陣 22
2.3.1 矩陣的建立 22
2.3.2 矩陣的拆分 24
2.3.3 特殊矩陣 27
2.4 MATLAB運(yùn)算 30
2.4.1 算術(shù)運(yùn)算 31
2.4.2 關(guān)系運(yùn)算 33
2.4.3 邏輯運(yùn)算 34
2.5 矩陣分析 36
2.5.1 對(duì)角陣與三角陣 36
2.5.2 矩陣的轉(zhuǎn)置與旋轉(zhuǎn) 38
2.5.3 矩陣的逆與偽逆 39
2.5.4 方陣的行列式 40
2.5.5 矩陣的秩與跡 41
2.5.6 向量和矩陣的范數(shù) 41
2.5.7 矩陣的條件數(shù) 43
2.5.8 矩陣的特征值與特征向量 43
2.6 矩陣的超越函數(shù) 45
2.7 字符串 46
2.7.1 字符串的表示 47
2.7.2 字符串的操作 47
2.8 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和單元數(shù)據(jù) 49
2.8.1 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 49
2.8.2 單元數(shù)據(jù) 50
2.9 稀疏矩陣 51
2.9.1 矩陣存儲(chǔ)方式 51
2.9.2 稀疏存儲(chǔ)方式的產(chǎn)生 52
2.9.3 稀疏矩陣應(yīng)用舉例 55
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 57
思考練習(xí) 58
第3章 MATLAB程序流程控制 60
3.1 M文件 60
3.1.1 M文件的分類 60
3.1.2 M文件的建立與打開(kāi) 61
3.2 程序控制結(jié)構(gòu) 62
3.2.1 順序結(jié)構(gòu) 63
3.2.2 選擇結(jié)構(gòu) 64
3.2.3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 69
3.3 函數(shù)文件 73
3.3.1 函數(shù)文件的基本結(jié)構(gòu) 74
3.3.2 函數(shù)調(diào)用 75
3.3.3 函數(shù)參數(shù)的可調(diào)性 76
3.3.4 全局變量與局部變量 77
3.4 特殊形式的函數(shù) 77
3.5 程序調(diào)試與優(yōu)化 79
3.5.1 程序調(diào)試方法 79
3.5.2 程序性能分析與優(yōu)化 80
3.6 程序舉例 82
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 86
思考練習(xí) 87
第4章 MATLAB繪圖 89
4.1 二維數(shù)據(jù)曲線圖 89
4.1.1 繪制單根二維曲線 89
4.1.2 繪制多根二維曲線 91
4.1.3 設(shè)置曲線樣式 94
4.1.4 圖形標(biāo)注與坐標(biāo)控制 96
4.1.5 圖形窗口的分割 98
4.2 其他二維圖形 99
4.2.1 對(duì)函數(shù)自適應(yīng)采樣的繪圖函數(shù) 100
4.2.2 其他坐標(biāo)系下的二維數(shù)據(jù)曲線圖 101
4.2.3 二維統(tǒng)計(jì)分析圖 102
4.3 三維圖形 104
4.3.1 三維曲線 104
4.3.2 三維曲面 105
4.3.3 其他三維圖形 109
4.4 隱函數(shù)繪圖 111
4.4.1 隱函數(shù)二維繪圖 111
4.4.2 隱函數(shù)三維繪圖 112
4.5 圖形修飾處理 113
4.5.1 視點(diǎn)處理 113
4.5.2 色彩處理 115
4.5.3 圖形的裁剪處理 117
4.6 圖像處理與動(dòng)畫制作 118
4.6.1 圖像處理 118
4.6.2 動(dòng)畫制作 119
4.7 交互式繪圖工具 121
4.7.1 “繪圖”選項(xiàng)卡 121
4.7.2 繪圖工具 121
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 123
思考練習(xí) 123
第5章 MATLAB數(shù)據(jù)分析與多項(xiàng)式計(jì)算 125
5.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理 125
5.1.1 最大值和最小值 125
5.1.2 求和與求積 128
5.1.3 平均值和中值 128
5.1.4 累加和與累乘積 129
5.1.5 標(biāo)準(zhǔn)差與相關(guān)系數(shù) 130
5.1.6 排序 133
5.2 數(shù)據(jù)插值 133
5.2.1 一維數(shù)據(jù)插值 134
5.2.2 二維數(shù)據(jù)插值 135
5.3 曲線擬合 137
5.3.1 曲線擬合原理 137
5.3.2 曲線擬合的實(shí)現(xiàn) 138
5.4 多項(xiàng)式計(jì)算 139
5.4.1 多項(xiàng)式的四則運(yùn)算 139
5.4.2 多項(xiàng)式的導(dǎo)函數(shù) 140
5.4.3 多項(xiàng)式的求值 141
5.4.4 多項(xiàng)式求根 142
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 143
思考練習(xí) 144
第6章 MATLAB解方程與最優(yōu)化問(wèn)題求解 146
6.1 線性方程組求解 146
6.1.1 直接解法 147
6.1.2 迭代解法 152
6.2 非線性方程數(shù)值求解 155
6.2.1 單變量非線性方程求解 155
6.2.2 非線性方程組的求解 156
6.3 常微分方程初值問(wèn)題的數(shù)值解法 157
6.3.1 龍格－庫(kù)塔法簡(jiǎn)介 157
6.3.2 龍格－庫(kù)塔法的實(shí)現(xiàn) 158
6.4 最優(yōu)化問(wèn)題求解 161
6.4.1 無(wú)約束最優(yōu)化問(wèn)題求解 161
6.4.2 有約束最優(yōu)化問(wèn)題求解 162
6.4.3 線性規(guī)劃問(wèn)題求解 163
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 164
思考練習(xí) 165
第7章 MATLAB數(shù)值積分與數(shù)值微分 167
7.1 數(shù)值積分 167
7.1.1 數(shù)值積分基本原理 167
7.1.2 數(shù)值積分的實(shí)現(xiàn)方法 169
7.1.3 多重定積分的數(shù)值求解 171
7.2 數(shù)值微分 172
7.2.1 數(shù)值差分與差商 172
7.2.2 數(shù)值微分的實(shí)現(xiàn) 173
7.3 離散傅里葉變換 174
7.3.1 離散傅里葉變換算法簡(jiǎn)介 175
7.3.2 離散傅里葉變換的實(shí)現(xiàn) 175
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 177
思考練習(xí) 178
第8章 MATLAB符號(hào)運(yùn)算 179
8.1 符號(hào)對(duì)象 179
8.1.1 建立符號(hào)對(duì)象 179
8.1.2 符號(hào)表達(dá)式運(yùn)算 181
8.1.3 符號(hào)表達(dá)式中變量的確定 184
8.1.4 符號(hào)矩陣的運(yùn)算 185
8.2 符號(hào)微積分 186
8.2.1 符號(hào)極限 186
8.2.2 符號(hào)導(dǎo)數(shù) 187
8.2.3 符號(hào)積分 188
8.3 級(jí)數(shù) 189
8.3.1 級(jí)數(shù)符號(hào)求和 189
8.3.2 函數(shù)的泰勒級(jí)數(shù) 189
8.4 符號(hào)方程求解 190
8.4.1 符號(hào)代數(shù)方程求解 190
8.4.2 符號(hào)常微分方程求解 191
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 192
思考練習(xí) 193
第9章 MATLAB圖形句柄 195
9.1 圖形對(duì)象及其句柄 195
9.1.1 圖形對(duì)象 195
9.1.2 圖形對(duì)象句柄 196
9.1.3 圖形對(duì)象屬性 197
9.2 圖形窗口與坐標(biāo)軸 199
9.2.1 圖形窗口對(duì)象 200
9.2.2 坐標(biāo)軸對(duì)象 201
9.3 低層繪圖操作 204
9.3.1 曲線對(duì)象 204
9.3.2 曲面對(duì)象 205
9.3.3 文本對(duì)象 207
9.3.4 其他核心對(duì)象 208
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 211
思考練習(xí) 212
第10章 MATLAB圖形用戶界面設(shè)計(jì) 213
10.1 用戶界面對(duì)象 213
10.2 菜單設(shè)計(jì) 214
10.2.1 建立用戶菜單 214
10.2.2 菜單對(duì)象常用屬性 215
10.2.3 快捷菜單 217
10.3 對(duì)話框設(shè)計(jì) 218
10.3.1 對(duì)話框的控件 218
10.3.2 控件的操作 219
10.3.3 對(duì)話框設(shè)計(jì)示例 225
10.4 可視化圖形用戶界面設(shè)計(jì) 228
10.4.1 圖形用戶界面設(shè)計(jì)窗口 228
10.4.2 可視化圖形用戶界面設(shè)計(jì)工具 229
10.4.3 可視化圖形用戶界面設(shè)計(jì)示例 233
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 237
思考練習(xí) 237
第11章 Simulink動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境 239
11.1 Simulink操作基礎(chǔ) 239
11.1.1 Simulink的啟動(dòng)與退出 239
11.1.2 Simulink仿真初步 241
11.2 系統(tǒng)仿真模型的建立 244
11.2.1 Simulink的基本模塊 244
11.2.2 模塊操作 245
11.2.3 模塊的連接 246
11.2.4 模塊的參數(shù)和屬性設(shè)置 246
11.3 系統(tǒng)的仿真與分析 248
11.3.1 設(shè)置仿真參數(shù) 248
11.3.2 運(yùn)行仿真與仿真結(jié)果分析 251
11.3.3 系統(tǒng)仿真實(shí)例 254
11.4 子系統(tǒng)及其封裝技術(shù) 258
11.4.1 子系統(tǒng)的創(chuàng)建 258
11.4.2 子系統(tǒng)的條件執(zhí)行 259
11.4.3 子系統(tǒng)的封裝 263
11.5 S函數(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 266
11.5.1 用MATLAB語(yǔ)言編寫S函數(shù) 266
11.5.2 S函數(shù)的應(yīng)用 268
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 272
思考練習(xí) 273
第12章 MATLAB外部接口技術(shù) 275
12.1 MATLAB與Microsoft Office的
混合使用 275
12.1.1 在Word中使用MATLAB 275
12.1.2 在Excel中使用MATLAB 278
12.2 MATLAB數(shù)據(jù)接口 281
12.2.1 文件操作 281
12.2.2 MAT文件及其應(yīng)用 286
12.3 MATLAB與其他語(yǔ)言的接口 294
12.3.1 C語(yǔ)言MEX文件的創(chuàng)建 294
12.3.2 MATLAB引擎技術(shù) 297
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 299
思考練習(xí) 300
附錄1 MATLAB常用命令與函數(shù)
分類索引表 302
附錄2 MATLAB常用的LaTeX字符 317
主要參考文獻(xiàn) 318

1. 零基礎(chǔ)玩轉(zhuǎn)國(guó)產(chǎn)大模型DeepSeek [徐永冰 張帥 編著]
2. 網(wǎng)絡(luò)工程師5天修煉（適配第6版考綱） [主編　朱小平 施游]
3. 信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師考試32小時(shí)通關(guān)（適用第4版考綱） [薛大龍]
4. 信息系統(tǒng)管理工程師考試32小時(shí)通關(guān)（適配第2版考綱） [薛大龍　劉偉]
5. 土木工程材料檢測(cè)實(shí)訓(xùn) [洪曉江 達(dá)則曉麗 錢波]
6. 科技信息檢索與論文寫作實(shí)用教程 [李振華]
7. 傳統(tǒng)山水畫論解讀與實(shí)踐 [陳鈉 著]
8. Python數(shù)據(jù)庫(kù)編程 [主編 殷樹(shù)友 邢 翀]
9. 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo) [主編 袁春萍 朱妮]
10. 嵌入式人工智能技術(shù)應(yīng)用（數(shù)字教材） [主編 胡娜 楊國(guó)勇 晏廷榮]
11. Vienna整流器技術(shù) [桂存兵 著]
12. 變頻器與伺服應(yīng)用 [陳剛 葉云飛]
13. 物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [湯琳 李敏]
14. 爐邊夜話——深入淺出話AI [汪建　著]
15. 電商運(yùn)營(yíng)與管理 [鐘肖英 陳瀟]
16. Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) [主編 姜春磊 陳虹潔]
17. 信息技術(shù)基礎(chǔ)（Windows 10+WPS Office）（微課版） [主編　石利平　田輝平　謝盛嘉]
18. 人工智能應(yīng)用 [主編　陳　萍　劉培培　陳孟軍]
19. 大學(xué)生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo) [主編　劉志堅(jiān)]
20. 高級(jí)辦公應(yīng)用項(xiàng)目教程 [主編 屈晶 趙成麗]
21. 微信小程序開(kāi)發(fā)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)（微課版） [主編 黃龍泉 郭峰 朱倩]
22. 企業(yè)檔案工作實(shí)戰(zhàn)寶典百問(wèn)百答 [華俊 盧秀英 邵甜甜 著]
23. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用 [主編 唐繼勇 葉坤 孫夢(mèng)娜]
24. 大學(xué)生創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ) [主編 王麗莉 王 楊]
25. 船舶輔機(jī) [主編 王連海 于洋 姜淑翠]
26. 大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo) [主編 王麗莉 董宴廷]
27. 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師章節(jié)習(xí)題與考點(diǎn)特訓(xùn) [主編 薛大龍 鄒月平]
28. 高校學(xué)生工作探索與實(shí)踐 [郭亮 著]
29. 大學(xué)生情商管理 [方雄 著]
30. 2023年長(zhǎng)沙市會(huì)展業(yè)發(fā)展報(bào)告 [主編 周棟良]