MATLAB麵嚮對象編程——從入門到設計模式 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐瀟，李遠 著

圖書標籤:

• MATLAB
• 麵嚮對象編程
• OOP
• 設計模式
• 軟件工程
• 編程技巧
• 代碼實現
• 實例分析
• MATLAB編程
• 高級編程

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512416093

版次：1

商品編碼：11593491

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-12-01

用紙：膠版紙

頁數：331

編輯推薦

適讀人群 ：本書可作為高等院校本科生、研究生MATLAB課程的輔助讀物，也可作為從事科學計算、程序設計的科研人員的參考書。
　　

新版第二版已上市，詳情點擊：

　　

內容簡介

　　MATLAB麵嚮對象編程——從入門到設計模式
　　分為三部分。
　　第一部分介紹MATLAB麵嚮對象編程基礎知識，包括什麼是類，類之間的基本關係，以及MATLAB提供的麵嚮對象編程語言的具體功能；
　　第二部分是麵嚮對象編程的進階篇，對概念進行歸類，方便讀者在編程中遇到問題時查詢和檢索；
　　第三部分把麵嚮對象編程的方法應用到實際問題中，並且從實際問題中抽象齣一般的解決方法，即設計模式。
　　本書可作為高等院校本科生、研究生MATLAB課程的輔助讀物，也可作為從事科學計算、程序設計的科研人員的參考書。

作者簡介

　　徐瀟，軟件工程師，物理博士，研究方嚮為電子結構計算、密度泛函算法開發；計算機碩士，研究方嚮為圖像處理。在科研編程中經曆瞭開發大型程序難以維護的睏難，花瞭很多時間用於改進程序但總不盡如人意。從2009 年接觸並開始使用MATLAB麵嚮對象編程，發覺工程進度被迅速加快，於是萌生瞭寫一本介紹MATLAB 麵嚮對象編程的書的念頭，希望把這個優秀的工具介紹給大傢。

　　李遠，研究員（Senior Research Scientist），物理博士，研究方嚮為光電子器件；碩士就讀於北京交通大學，後在Wake Forest University 取得物理博士學位，曾在華盛頓大學做博士後。希望這本《MATLAB麵嚮對象編程——從入門到設計模式》能夠給工程科學領域的工作者帶來更多方便，尤其是在一些需要長期使用而且不斷更新的程序上。

前言/序言

　　MATLAB 中文論壇創始人math：該書的第一位受益者
　　（代序）
　　2009 年末，我應中國科學院南京土壤研究所（簡稱土壤所）的邀請，與他們的科研人員一起開發“土壤紅外光譜信息係統”。這個係統非常復雜，它涉及中國海量土壤光譜數據的快速存儲和讀取，數據處理算法的開發、調試和驗證，以及客戶端多界麵（GUI）的開發。其中, 數據存取使用的是MATLAB 數據庫工具箱和MySQL 數據庫；數據處理算法（包括數據的濾波處理、降維、數據的匹配、預測等）使用的是MATLAB 統計學工具箱、優化工具箱和神經網絡工具箱；客戶端的界麵非常多，如數據庫的可視化操作、算法參數的在綫調試以及數據處理結果的展示等，所有的界麵都是使用MATLB GUIDE 完成的。從把係統的要求整理齣來，到係統第一個版本的完成，用瞭將近1 個月的時間。由於是密集型開發，所以在這段時間內我對整個係統的流程、架構非常熟悉，因此開發起來也不是特彆睏難。該係統在2010 年獲得瞭中國軟件的著作權（編號：2010R11L027920）。
　　2013 年，土壤所再次邀請我。他們想對這個係統進行升級，並做成網絡版——隻要用戶能連接網絡並且使用MATLAB，就能使用這個係統，使之不僅僅局限於在土壤所使用，更希望它能服務於所有的科研人員，同時給該係統增加多種算法。土壤所成立瞭專門的研究小組以開發和維護此係統。當我在思考如何指導該研究小組升級係統時，我麵臨一個比較棘手的問題：如果對原係統進行升級，需要改動的地方特彆多。因為數據的讀寫、算法的運用以及界麵展示這三者之間是高度耦閤的，很多函數的實現都是在MATLAB GUIDE 的迴調函數裏完成的。對於一個復雜的係統來說，一個地方的小小改動，通常需要測試整個係統架構和算法的穩定性，而且這也不利於係統更新。那麼，科研人員有瞭新的數據匹配的算法，如何通過改變最少的代碼來實現新的算法，同時又能保證係統的完整性和可靠性呢？
　　有一天我跟徐瀟一起吃午飯，跟他分享瞭我遇到的問題。徐瀟告訴我，軟件設計中，解決這個問題的標準方法是使用麵嚮對象編程和MVC（Model-View-Controller，模型-視圖-控製器）模式。雖然看起來這有點浪費以前的代碼，但對於係統的長遠穩定性和易維護性來說，這是大型係統的不二選擇。而且他正在寫一本關於MATLAB 麵嚮對象編程的書。他說，如果我感興趣，他可以單獨用一章專門來寫如何基於MATLAB 麵嚮對象編程實現MVC。我說好，你寫好我第一個使用。兩個星期後，徐瀟發給我一個PDF 文件，以非常通俗的例子詮釋瞭如何實現MVC 的過程，就是大傢現在所看到的該書第7 章：分離用戶界麵和模型。我在使用的過程中，充分地感受到瞭MATLAB 麵嚮對象編程的強大。我大概花瞭10 小時的時間，就把2009 年的係統架構改成瞭MVC 的架構。2013 年8 月，我把新的架構展示給瞭土壤所負責係統開發和維護的研究小組。該研究小組成員對MATLAB 語言瞭解不是很多，但是這並沒有阻礙他們開發係統，因為我們已經完全把算法的模型（Model）、界麵視圖（View）以及如何實現用戶輸入的獲取（如鍵盤、鼠標事件）這三者完全分開，放在瞭不同的類（Class）中。研究小組在一個星期之內就掌握瞭係統的架構，並且能獨立地對係統進行開發和維護。以上是我的親身經曆。

MATLAB麵嚮對象編程：精進之路 在當今的科學計算和工程領域，MATLAB已成為不可或缺的強大工具。然而，隨著項目規模的日益龐大和復雜度的不斷提升，僅僅掌握MATLAB的基礎語法和函數已不足以應對挑戰。麵嚮對象編程（Object-Oriented Programming, OOP）作為一種高效的軟件設計範式，為我們提供瞭一種結構化、模塊化、易於維護和擴展的編程思路。本書旨在引導讀者深入理解MATLAB中的麵嚮對象特性，並將其應用於解決實際問題，最終達到精通的境界。 為何需要麵嚮對象編程？ 傳統的程序設計往往以函數為中心，將數據和操作分離。當項目規模增大時，這種分離可能導緻代碼難以組織、變量作用域混亂、功能復用性差等問題。麵嚮對象編程的核心理念是將數據（屬性）和操作（方法）封裝在“對象”中，通過對象之間的交互來完成任務。這種方式帶來瞭諸多優勢： 封裝性（Encapsulation）： 將相關的數據和函數捆綁在一起，隱藏內部實現細節，隻暴露必要的接口，提高瞭代碼的健壯性和安全性。 繼承性（Inheritance）： 允許創建新的類（子類），繼承現有類（父類）的屬性和方法，並在此基礎上進行擴展或修改，大大提高瞭代碼的復用性，避免瞭重復編碼。 多態性（Polymorphism）： 允許不同類的對象對同一消息做齣不同的響應，增加瞭程序的靈活性和可擴展性。 模塊化（Modularity）： 將復雜的係統分解為一係列相互獨立的、可管理的組件（對象），使得程序結構更清晰，易於理解和維護。 可維護性（Maintainability）： 當需要修改或添加功能時，隻需關注相關的對象，而不會對其他部分産生意外影響。 可重用性（Reusability）： 設計良好的類可以被多次使用在不同的項目中，節省開發時間。 本書的內容概覽 本書將帶領讀者循序漸進地探索MATLAB麵嚮對象編程的精髓，從基礎概念齣發，逐步深入到高級應用和設計模式。 第一部分：MATLAB麵嚮對象編程基礎 本部分將為讀者打下堅實的MATLAB OOP基礎，理解其核心概念和語法。 第一章：MATLAB中的類與對象： 介紹類（Class）作為藍圖，對象（Object）作為類的實例的概念。 講解如何定義一個簡單的類，包括屬性（Properties）和方法（Methods）的聲明。 理解屬性的訪問控製（`public`, `private`, `protected`）。 學習如何創建類的實例（對象），以及如何通過點運算符訪問對象的屬性和調用對象的方法。 掌握構造函數（Constructor）的作用，以及如何初始化對象的屬性。 第二章：屬性的深入探索： 詳細講解不同類型的屬性：`public`, `private`, `protected`。 探索`Constant`屬性，用於定義不可變的值。 介紹`GetAccess`和`SetAccess`屬性，用於精細控製屬性的讀寫權限。 理解`Dependent`屬性，其值依賴於其他屬性的計算。 學習`SetObservable`和`GetObservable`屬性，用於觸發屬性值改變時的事件。 講解`Transient`屬性，不參與對象的序列化。 通過豐富的示例，演示這些屬性在實際編程中的應用場景。 第三章：方法詳解與重載： 深入理解方法的定義和調用。 學習`Static`方法，獨立於對象的實例存在，常用於工具函數。 講解`Abstract`方法，在抽象類中定義，子類必須實現。 理解MATLAB中的方法重載（Method Overloading）機製，允許同名方法處理不同類型的輸入參數。 探討`Handle Class`與`Value Class`的區彆，以及它們對對象行為的影響。 掌握`Handle Class`中對象的賦值行為（引用傳遞）。 通過實例展示如何通過方法重載提高代碼的靈活性。 第四章：繼承與組閤： 深入理解繼承的概念，以及如何聲明一個子類繼承父類。 學習如何重寫（Override）父類的方法。 理解`super`關鍵字的使用，用於調用父類的方法。 探討組閤（Composition）模式，一個對象包含其他對象作為其屬性，實現“has-a”關係。 通過實際案例，展示繼承和組閤在構建復雜係統中的作用。 第五章：MATLAB中的事件與監聽器： 學習如何定義事件（Events）和監聽器（Listeners）。 理解事件驅動編程模型，對象通過發布事件來通知其他對象。 掌握如何注冊監聽器，對特定事件做齣響應。 通過實際應用，例如GUI編程中的按鈕點擊、數據更新等，展示事件與監聽器的強大威力。 第二部分：麵嚮對象設計模式在MATLAB中的應用 本部分將重點介紹幾種經典的設計模式，並展示如何在MATLAB中靈活應用這些模式來解決常見的設計問題，提升代碼質量和可維護性。 第六章：創建型設計模式： 單例模式（Singleton Pattern）： 確保一個類隻有一個實例，並提供一個全局訪問點。在MATLAB中，常用於配置管理器、日誌係統等。 工廠模式（Factory Pattern）： 定義一個創建對象的接口，但由子類決定實例化哪個類。用於在不知道具體實例化哪個類的情況下創建對象。 建造者模式（Builder Pattern）： 將一個復雜對象的構建與其錶示分離，使得相同的構建過程可以創建不同的錶示。用於構建復雜的對象結構。 第七章：結構型設計模式： 適配器模式（Adapter Pattern）： 允許不兼容的接口在一起工作。將一個類的接口轉換成另一個客戶期望的接口。 裝飾器模式（Decorator Pattern）： 動態地給一個對象添加一些額外的職責。在不改變其結構的情況下，為對象提供更多功能。 外觀模式（Facade Pattern）： 為一組接口提供一個統一的接口。隱藏瞭子係統中復雜性的實現。 第八章：行為型設計模式： 觀察者模式（Observer Pattern）： 定義瞭一對多的依賴關係，當一個對象（主題）的狀態發生改變時，所有依賴於它的對象（觀察者）都會得到通知並自動更新。本書前麵章節已經講解瞭MATLAB的原生事件機製，這裏將深入探討其背後的觀察者模式思想。 策略模式（Strategy Pattern）： 定義一係列算法，將每一個算法封裝起來，並使它們可以相互替換。讓算法的變化獨立於使用算法的客戶。 模闆方法模式（Template Method Pattern）： 在一個操作中定義一個算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。子類可以在不改變一個算法的結構前提下，重新定義算法的某些特定步驟。 第三部分：高級主題與實踐 在掌握瞭麵嚮對象編程的基礎和設計模式之後，本部分將進一步探討一些高級主題，並結閤實際項目進行實踐。 第九章：MATLAB OOP的高級特性： 深入探討MATLAB中類的元編程（Metaprogramming）能力。 理解`meta.class`對象的結構，以及如何通過反射（Reflection）來檢查和操作類。 學習如何使用`addprop`和`addmethod`等函數動態地嚮類添加屬性和方法。 探討MATLAB中的泛型編程（Generic Programming）思想，以及如何通過類型提示（Type Hinting）和泛型類來增強代碼的類型安全性和可讀性。 第十章：麵嚮對象的設計原則： SOLID原則： 單一職責原則（Single Responsibility Principle, SRP）： 一個類應該隻有一個引起它變化的原因。 開放封閉原則（Open/Closed Principle, OCP）： 軟件實體（類、模塊、函數等）應該對擴展開放，對修改封閉。 裏氏替換原則（Liskov Substitution Principle, LSP）： 子類型必須能夠替換掉它們的基類型。 接口隔離原則（Interface Segregation Principle, ISP）： 客戶端不應該被強製依賴它們不使用的接口。 依賴倒置原則（Dependency Inversion Principle, DIP）： 高層模塊不應該依賴於低層模塊，兩者都應該依賴於抽象；抽象不應該依賴於細節，細節應該依賴於抽象。 DRY原則（Don't Repeat Yourself）： 避免重復代碼。 KISS原則（Keep It Simple, Stupid）： 保持簡單。 YAGNI原則（You Ain't Gonna Need It）： 不要過度設計。 通過實際MATLAB代碼示例，演示如何應用這些原則來編寫更加健壯、可維護和可擴展的代碼。 第十一章：MATLAB OOP在實際項目中的應用與最佳實踐： 數據可視化與分析： 如何使用麵嚮對象的方法來封裝數據和繪圖邏輯，創建可復用的圖錶類。 仿真建模： 如何使用麵嚮對象來構建復雜的仿真係統，例如物理引擎、控製係統等。 GUI開發： 如何利用麵嚮對象來組織GUI組件、事件處理邏輯，實現更清晰的代碼結構。 單元測試與代碼調試： 如何利用麵嚮對象的設計來方便地編寫單元測試，以及更有效地進行代碼調試。 代碼重構與優化： 學習如何識彆代碼中的壞味道，並應用麵嚮對象的技術進行重構。 版本控製與團隊協作： 討論麵嚮對象設計如何促進團隊協作和代碼的版本管理。 本書特色 深入淺齣： 從基礎概念齣發，逐步深入，確保不同水平的讀者都能從中獲益。 MATLAB原生支持： 專注於MATLAB語言的麵嚮對象特性，避免瞭與其他語言的混淆。 豐富的示例： 提供大量可運行的MATLAB代碼示例，幫助讀者更好地理解抽象概念。 實戰導嚮： 強調設計模式和原則在實際項目中的應用，幫助讀者提升解決實際問題的能力。 循序漸進的學習路徑： 邏輯清晰的章節安排，幫助讀者構建完整的知識體係。 適用讀者 對MATLAB有一定基礎，希望提升編程技能的工程師、科研人員和學生。 希望學習麵嚮對象編程思想，並將其應用於MATLAB開發的讀者。 有興趣瞭解和應用設計模式來改進代碼質量的MATLAB用戶。 需要構建復雜、可維護、可擴展的MATLAB項目的開發者。 通過本書的學習，讀者將能夠更深入地理解MATLAB的麵嚮對象編程能力，掌握設計模式的精髓，並將其靈活應用於實際項目中，從而編寫齣更優雅、更健壯、更高效的MATLAB代碼。本書不僅僅是工具書，更是一條通往MATLAB高級編程境界的精進之路。

評分☆☆☆☆☆

我最近在進行一個大型的仿真項目，項目復雜度很高，代碼維護起來非常吃力。我一直在尋找一種能提升代碼結構和可維護性的方法，偶然間發現瞭這本書。這本書的齣現，簡直就像是為我量身定製的“救星”。它不僅僅是講解MATLAB的OOP語法，更是從工程化和設計的高度，指導我如何構建健壯、可擴展的軟件係統。書中對“設計模式”的講解，尤其是那些在大型項目中經常遇到的模式，比如狀態模式、策略模式，作者都給齣瞭非常詳盡的解釋和MATLAB的實現示例。我按照書中的建議，對我的項目進行瞭重構，將一些復雜的邏輯拆分成小的、職責單一的類，並利用接口和抽象類來規範模塊間的交互。效果非常顯著，代碼的可讀性和可測試性都得到瞭極大的提升，團隊成員的開發效率也明顯加快。這本書的價值，絕對體現在它能夠幫助開發者寫齣更“聰明”、更“持久”的代碼，尤其適閤那些有長期維護需求的項目。

評分☆☆☆☆☆

這是一本真正“為MATLAB開發者量身定製”的麵嚮對象編程指南。市麵上很多關於OOP的書籍，大多是基於C++、Java等語言，雖然原理相通，但在實際應用中，總會遇到一些MATLAB特有的語法和習慣上的差異。這本書就完美地解決瞭這個問題。它不僅講解瞭OOP的基本概念，更重要的是，它結閤瞭MATLAB強大的矩陣運算、數據可視化以及 Simulink 集成等特性，展示瞭如何將麵嚮對象的設計思想融入到這些MATLAB特有的應用場景中。例如，書中關於如何設計類來管理大型數據集、如何利用繼承來構建自定義的仿真模型，以及如何通過對象來驅動復雜的GUI交互，都給我帶來瞭極大的啓發。我以前在做數據分析和可視化時，常常因為代碼耦閤度高而難以維護，讀瞭這本書之後，我學會瞭如何用麵嚮對象的方式來組織我的數據處理流程，將不同的功能模塊封裝到不同的類中，這讓我的代碼變得井井有條，而且修改和擴展起來也方便多瞭。這本書讓我對MATLAB的理解又提升瞭一個層次。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度，絕對超齣瞭我最初的預期。我原本隻是想瞭解一下MATLAB的OOP基礎，但沒想到它一下子就深入到瞭設計模式的層麵，而且講得非常透徹。書中對幾種經典設計模式的講解，比如工廠模式、單例模式、觀察者模式等等，都不是簡單的代碼堆砌，而是結閤MATLAB特有的語法和應用場景，進行瞭深入的剖析。作者並沒有直接扔給你一堆代碼，而是先詳細闡述瞭每種模式要解決的核心問題，以及它背後的設計思想。然後，他會一步步地展示如何用MATLAB來實現，並分析不同實現方式的優缺點。我印象最深的是對“觀察者模式”的講解，書中通過一個GUI界麵更新的例子，將一個原本復雜的需求變得清晰明瞭，讓我第一次真切地感受到設計模式如何能極大地提升代碼的可維護性和可擴展性。讀完這部分，我感覺自己仿佛擁有瞭一套通用的“武功秘籍”，以後遇到類似的問題，不再是憑空猜測，而是能夠有章可循，找到最優的解決方案。這本書的價值，遠不止於掌握一項技術，更在於提升瞭我的軟件設計思維。

評分☆☆☆☆☆

這本書的寫作風格非常獨特，用一種非常“親切”的方式來講解深奧的概念。作者似乎非常瞭解初學者的睏惑和痛點，所以他的講解總是循循善誘，從不生硬。他善於運用各種生動的比喻和生活中的例子，將那些原本枯燥抽象的編程術語變得易於理解。我尤其欣賞書中對“組閤優於繼承”這個原則的強調，作者通過對比兩種不同的實現方式，清晰地展示瞭組閤模式在某些情況下比繼承更能帶來靈活性和解耦性。他並沒有強行灌輸某種“最佳實踐”，而是鼓勵讀者根據具體場景去權衡和選擇。而且，書中還穿插瞭一些“實戰技巧”和“注意事項”，比如如何命名類和屬性，如何處理對象之間的交互，這些細節往往是其他書籍忽略的，但對於實際開發卻至關重要。讀這本書的時候，我感覺不像是在被動接受知識，更像是在和一個經驗豐富的導師進行一次深入的交流，他不斷地引導我思考，讓我主動去理解和掌握。

評分☆☆☆☆☆

這絕對是我近期讀到最令人驚喜的編程書籍之一！作為一名長期以來隻接觸過程式編程的MATLAB用戶，我對麵嚮對象這件事一直感覺雲裏霧裏，總覺得它離我遙不可及，或者說，即便接觸瞭，也僅僅停留在“能用”的層麵，離“用好”還有十萬八韆裏。但這本書卻像一把金鑰匙，輕而易舉地為我打開瞭新世界的大門。從最基礎的類、對象、屬性、方法講起，作者循序漸進，用大量生動形象的例子，將抽象的概念具象化。我尤其喜歡書中對“封裝”的闡述，它不再是冷冰冰的定義，而是通過類比生活中的實際物品（比如遙控器），讓我深刻理解瞭隱藏細節、對外提供統一接口的好處。接著，關於“繼承”和“多態”，作者更是花瞭大量的篇幅，用不同場景的實際代碼演示，讓我不再為那些復雜的術語感到睏惑，而是能真正體會到它們帶來的代碼復用性和靈活性。特彆是關於繼承層級的設計，書中給齣瞭不少實用的建議，避免瞭“深層繼承”帶來的維護睏難。我感覺自己終於擺脫瞭MATLAB代碼“麵條化”的睏境，開始能夠構建更清晰、更易於擴展的程序結構瞭。

評分☆☆☆☆☆

很不錯的書。盡管有些代碼、名詞、簡寫交待的不是很清楚。

評分☆☆☆☆☆

很好很強大。。。。。。。。。。。。。。。。。。

評分☆☆☆☆☆

2009 年末，我應中國科學院南京土壤研究所（簡稱土壤所）的邀請，與他們的科研人員一起開發“土壤紅外光譜信息係統”。這個係統非常復雜，它涉及中國海量土壤光譜數據的快速存儲和讀取，數據處理算法的開發、調試和驗證，以及客戶端多界麵（GUI）的開發。其中, 數據存取使用的是MATLAB 數據庫工具箱和MySQL 數據庫；數據處理算法（包括數據的濾波處理、降維、數據的匹配、預測等）使用的是MATLAB 統計學工具箱、優化工具箱和神經網絡工具箱；客戶端的界麵非常多，如數據庫的可視化操作、算法參數的在綫調試以及數據處理結果的展示等，所有的界麵都是使用MATLB GUIDE 完成的。從把係統的要求整理齣來，到係統第一個版本的完成，用瞭將近1 個月的時間。由於是密集型開發，所以在這段時間內我對整個係統的流程、架構非常熟悉，因此開發起來也不是特彆睏難。該係統在2010 年獲得瞭中國軟件的著作權（編號：2010R11L027920）。

評分☆☆☆☆☆

不錯的書，形象地介紹瞭麵嚮對象的一些特點

評分☆☆☆☆☆

還不錯，很厚一本。從零開始學，爭取做個碼農~

評分☆☆☆☆☆

好評。論壇上推薦的。

評分☆☆☆☆☆

鬍v迴復一下7伯南剋v距8那裏弄瞭沒拍

評分☆☆☆☆☆

MATLAB麵嚮對象編程——從入門到設計模式

評分☆☆☆☆☆

文科生……沒學過麵嚮對象……感覺不錯