Mathematica 程序設計導論

本書基於Mathematica 12.3，全面介紹了Mathematica軟件的高級編程技術，全書分為8章：第1章Mathematica基礎，重點闡述Mathematica軟件的入門操作；第2章Wolfram語言經典編程，討論類似於C語言等高級語言的Mathematica編程方法；第3章Wolfram語言列表，敘述了Mathematica軟件最重要的數據類型列表的操作方法；第4章詳細討論了Wolfram語言內置函數和自定義函數的用法；第5章模塊編程技術分析Mathematica軟件四種主要的模塊編程技巧；第6章討論了Wolfram語言字符串和數據集；第7章展示了Mathematica軟件強大的繪圖和聲音處理能力；第8章詳細闡述了Mathematica程序包的設計方法。Mathematica軟件是最能體現電腦價值的科學計算軟件，而運行於其上的Wolfram語言是**層次的科學計算語言。本書基於Mathematica 12.3，全面介紹了Mathematica軟件的高級編程技術， 本書可作為高等院校工學、理學、藝術學和經濟學等學科本科生和研究生學習Mathematica軟件和Wolfram語言的入門教材，也可作為這些學科門類下設專業本科生和研究生及科研人員用於數據分析的參考書。

 

目錄

 

第1章Mathematica基礎

 

1.1認識Mathematica

 

1.1.1啟動Mathematica

 

1.1.2筆記本

 

1.1.3一個簡單實例

 

1.2自定義函數

 

1.2.1筆記本自定義函數

 

1.2.2程序包自定義函數

 

1.3全局變量

 

1.3.1變量名

 

1.3.2上下文環境

 

1.3.3全局參數

 

1.4基本數據類型

 

1.4.1Wolfram語言常數

 

1.4.2原子數據類型

 

1.4.3浮點數

 

1.4.4數量單位

 

1.4.5數製表示

 

1.5文檔中心

 

1.5.1幫助文檔

 

1.5.2插件文檔

 

本章小結

 

第2章Wolfram語言經典編程

 

2.1循環編程

 

2.1.1For循環

 

2.1.2While循環

 

2.1.3NestWhile循環

 

2.1.4Do循環

 

2.2關系運算符和邏輯運算符

 

2.2.1關系運算符

 

2.2.2邏輯運算符

 

2.3選擇編程

 

2.3.1If分支

 

2.3.2Switch分支

 

2.3.3Which分支

 

2.3.4Piecewise函數

 

2.4典型實例

 

本章小結

 

第3章Wolfram語言列表

 

3.1列表構造

 

3.1.1Import函數

 

3.1.2Table函數

 

3.1.3數組與矩陣

 

3.1.4字符列表

 

3.1.5隨機數列表

 

3.2列表操作

 

3.2.1列表元素訪問

 

3.2.2Map和Apply方法

 

3.2.3向量與矩陣操作

 

3.2.4集合操作

 

本章小結

 

第4章內置函數與自定義函數

 

4.1常用內置函數

 

4.1.1列表處理

 

4.1.2基本初等數學函數

 

4.1.3基本高等數學函數

 

4.1.4基本矩陣函數

 

4.1.5函數調用形式

 

4.2自定義函數

 

4.2.1函數定義

 

4.2.2函數選項設置

 

4.3純函數

 

4.3.1純函數定義

 

4.3.2嵌套函數

 

本章小結

 

第5章模塊編程技術

 

5.1Module模塊

 

5.1.1Module函數

 

5.1.2Module模塊實例

 

5.2Block模塊

 

5.2.1Block函數

 

5.2.2Block模塊實例

 

5.3With模塊

 

5.3.1With函數

 

5.3.2With模塊實例

 

5.4Compile模塊

 

5.4.1配置MinGW64編譯器

 

5.4.2Compile函數

 

5.4.3Compile模塊實例

 

5.5並行編程

 

5.5.1並行計算函數

 

5.5.2並行處理函數

 

本章小結

 

第6章字符串與數據集

 

6.1字符串

 

6.1.1字符串合並與拆分

 

6.1.2字符串替換操作

 

6.1.3字符串模式匹配

 

6.1.4正則表達式

 

6.1.5字符串變換函數

 

6.2規則與關聯

 

6.2.1規則

 

6.2.2關聯

 

6.3數據集

 

6.4模式匹配

 

本章小結

 

第7章圖形與聲音

 

7.1二維繪圖

 

7.1.1Plot函數

 

7.1.2DiscretePlot函數

 

7.1.3ListPlot函數

 

7.1.4ListLinePlot函數

 

7.1.5Graphics函數

 

7.1.6PolarPlot函數

 

7.1.7ParametricPlot函數

 

7.1.8ContourPlot函數

 

7.1.9BarChart函數

 

7.1.10PieChart函數

 

7.1.11Show函數

 

7.1.12GraphicsGrid函數

 

7.2三維繪圖

 

7.2.1Plot3D函數

 

7.2.2DiscretePlot3D函數

 

7.2.3ParametricPlot3D函數

 

7.2.4RevolutionPlot3D函數

 

7.2.5SphericalPlot3D函數

 

7.2.6ListPlot3D函數

 

7.2.7ContourPlot3D函數

 

7.2.8ListContourPlot3D函數

 

7.2.9ListSurfacePlot3D函數

 

7.2.10Graphics3D函數

 

7.3動畫

 

7.3.1Animate函數

 

7.3.2Manipulate函數

 

7.4圖像處理基礎

 

7.4.1圖像轉換為矩陣

 

7.4.2矩陣轉換為圖像

 

7.5聲音

 

本章小結

 

第8章Mathematica程序包

 

8.1歐幾里得算法

 

8.2程序包

 

8.3Wolfram Workbench開發

 

8.3.1Wolfram Workbench安裝

 

8.3.2創建程序包

 

8.3.3創建測試文檔

 

8.3.4創建幫助文檔

 

8.4自然語言

 

8.5程序調試

 

本章小結

 

第9章神經網絡

 

9.1數據預處理

 

9.1.1數據歸一化

 

9.1.2數據白化

 

9.1.3協方差均衡

 

9.1.4數據還原

 

9.1.5數據預處理模塊程序

 

9.2感知器

 

9.2.1感知器原理

 

9.2.2感知器實例

 

9.2.3Wolfram實現方法

 

9.3BP神經網絡

 

9.3.1BP算法

 

9.3.2BP神經網絡實例

 

9.3.3Wolfram實現方法

 

本章小結

 

附錄AMathematica筆記本目錄管理和顯示樣式

 

參考文獻