MATLAB數據分析與處理

目錄
第1章 MATLAB應用基礎 1
1.1 MATLAB概述 1
1.1.1 MATLAB的發展 1
1.1.2 MATLAB的主要功能 1
1.2 MATLAB的集成開發環境 4
1.2.1 MATLAB軟件的安裝 4
1.2.2 MATLAB操作界面 8
1.2.3 MATLAB搜索路徑 10
1.3 MATLAB的幫助功能 12
1.3.1 幫助界面 12
1.3.2 幫助命令 13
1.3.3 演示系統 14
第2章 MATLAB語言 15
2.1 變量的定義與數據類型 15
2.1.1 變量的定義與賦值 15
2.1.2 MATLAB中的常量和關鍵字 17
2.1.3 數據類型 18
2.1.4 數據輸出格式 18
2.2 常用函數及標點符號 19
2.3 數組的定義 23
2.3.1 向量的定義 23
2.3.2 矩陣的定義 25
2.3.3 特殊矩陣 28
2.3.4 高維數組 31
2.3.5 訪問數組元素 32
2.3.6 定義字符串數組 35
2.3.7 定義元胞數組 40
2.3.8 定義結構體數組 41
2.3.9 定義數據集數組 42
2.3.10 定義表格型數組 43
2.3.11 幾種數組的轉換 44
2.4 矩陣運算 47
2.4.1 矩陣的算術運算 47
2.4.2 矩陣的關系運算 51
2.4.3 矩陣的邏輯運算 52
2.4.4 矩陣的其他常用運算 53
第3章 MATLAB讀寫與數據管理 57
3.1 利用數據導入向導導入數據 57
3.1.1 利用數據導入向導導入TXT文件 57
3.1.2 利用數據導入向導導入Excel文件 59
3.2 調用函數讀取外部數據 60
3.2.1 調用readmatrix函數讀取TXT數據文件 60
3.2.2 調用textscan函數讀取TXT數據文件 62
3.2.3 調用fgetl和sscanf函數讀取TXT數據文件 66
3.2.4 調用xlsread函數讀取Excel數據文件 67
3.2.5 調用readtable函數創建數據表 68
3.3 將數據寫入文件 69
3.3.1 調用save函數保存計算結果 69
3.3.2 調用xlswrite函數將數據寫入Excel文件 70
3.4 時間類型數據的讀寫與處理 71
3.4.1 時間類型數據的讀寫 71
3.4.2 時間類型數據的字符串處理 72
3.5 圖形數據的讀寫與處理 72
3.5.1 圖形數據的讀寫 72
3.5.2 圖形數據的處理 73
3.5.3 圖形數據處理實例 73
3.6 音頻數據的讀寫與處理 74
3.6.1 音頻數據的讀寫 74
3.6.2 音頻數據處理實例 74
3.7 視頻數據的讀寫與處理 75
3.7.1 視頻數據的讀寫 75
3.7.2 視頻數據處理實例 75
第4章 統計與多項式 76
4.1 統計 76
4.1.1 最大值和最小值 76
4.1.2 求和與求積 78
4.1.3 平均值和中值 79
4.1.4 累加和與累乘積 80
4.1.5 標準方差與相關系數 81
4.1.6 排序 83
4.1.7 取整 84
4.2 插值問題 85
4.2.1 什麼是插值 85
4.2.2 常用插值函數 85
4.2.3 一維插值問題 85
4.2.4 二維插值問題 90
4.2.5 高維插值問題 95
4.3 多項式擬合 97
4.3.1 多項式擬合的數學模型 97
4.3.2 多項式擬合的MATLAB實現 97
4.3.3 多項式擬合實例 98
4.4 多項式計算 103
4.4.1 多項式的四則運算 103
4.4.2 多項式的導函數 105
4.4.3 多項式求值 106
4.4.4 多項式求根 107
第5章 MATLAB方程計算 108
5.1 線性方程組求解 108
5.2 非線性方程求解 108
5.2.1 單變量非線性方程求解 108
5.2.2 非線性方程組求解 109
5.3 微積分問題的數值解 110
5.3.1 離散數據求差分及導數 110
5.3.2 離散數據求積分 111
5.3.3 一元或多元函數的數值積分 112
5.4 常微分方程及方程組的數值解 113
5.4.1 初值問題求解 113
5.4.2 延遲微分方程求解 119
5.4.3 邊值問題求解 122
第6章 MATLAB繪圖與可視化 124
6.1 交互式繪圖 124
6.1.1 可視化繪圖工具 124
6.1.2 交互式繪圖實例 125
6.1.3 交互式編輯圖形 125
6.1.4 生成繪圖代碼 127
6.2 常用的繪圖函數及其應用 129
6.2.1 線圖與散點圖 129
6.2.2 曲面、多邊形及體（場）數據可視化 136
6.2.3 數據分布圖 141
6.3 圖形的修飾與美化 144
6.3.1 圖形修飾與美化的常用函數 144
6.3.2 二維圖形的修飾與美化 144
6.3.3 三維圖形的修飾與美化 154
6.4 箭頭圖形的繪制 160
6.4.1 二維箭頭圖形的繪制 160
6.4.2 三維箭頭圖形的繪制 162
6.5 圖形的復制與輸出 162
6.6 制作GIF格式動畫 163
第7章 MATLAB程序設計 165
7.1 MATLAB語言的流程結構 165
7.1.1 條件控制結構 165
7.1.2 循環結構 166
7.1.3 try-catch試探結構 167
7.1.4 break、continue、return和pause函數 168
7.2 M文件 169
7.2.1 M文件的建立與打開 169
7.2.2 M文件的分類 170
7.3 函數文件 171
7.3.1 函數文件的基本結構 171
7.3.2 函數調用 173
7.3.3 函數參數的可調性 174
7.3.4 全局變量與局部變量 175
7.4 匿名函數 176
7.5 子函數與嵌套函數 176
7.6 函數的遞歸調用 178
7.7 MATLAB常用快捷鍵和快捷命令 179
第8章 常用的優化建模方法與MATLAB求解 181
8.1 求解最優化問題的MATLAB函數 181
8.2 線性規劃和混合整數線性規劃 182
8.2.1 線性規劃和混合整數線性規劃的標準型 182
8.2.2 linprog和intlinprog函數的用法 182
8.2.3 線性規劃和混合整數線性規劃實例 183
8.3 數據包絡分析 189
8.3.1 DEA基本模型 190
8.3.2 超效率DEA模型 193
8.3.3 廣義DEA模型 194
8.4 非線性規劃 195
8.4.1 無約束非線性規劃 195
8.4.2 有約束非線性規劃 197
8.5 多目標規劃 200
8.5.1 最大最小問題 200
8.5.2 多目標達到問題 203
8.5.3 投資的風險與收益問題 205
8.6 運輸問題 210
8.7 選址問題 213
8.7.1 集合覆蓋選址模型 214
8.7.2 最大覆蓋選址模型 215
第9章 常用的統計建模方法與MATLAB求解 218
9.1 回歸分析 218
9.1.1 一元線性回歸 218
9.1.2 多元線性回歸 221
9.1.3 非線性回歸 225
9.1.4 回歸分析實例及MATLAB實現 226
9.2 聚類分析 245
9.2.1 距離和相似系數 245
9.2.2 系統聚類法 247
9.2.3 k均值聚類法 250
9.2.4 聚類分析的MATLAB函數 250
9.2.5 Q型聚類分析實例 251
9.2.6 R型聚類分析實例 255
9.3 判別分析 256
9.3.1 距離判別 256
9.3.2 貝葉斯判別 257
9.3.3 判別分析的MATLAB函數 258
9.3.4 判別分析實例 258
9.4 主成分分析 260
9.4.1 主成分分析的幾何意義 260
9.4.2 總體的主成分 261
9.4.3 樣本的主成分 262
9.4.4 主成分分析的MATLAB函數 263
9.4.5 主成分分析實例 264
參考文獻 267