MATLAB GUI编程入门与实践

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"掌握和精通matlab之gui编程设计，一本面向相关工作人员和学生的MATLAB GUI编程设计书籍，旨在帮助读者理解和创建图形用户界面。" MATLAB中的图形用户界面（GUI）是用户与程序交互的重要工具，它由窗口、光标、菜单、按键等对象构成。GUI使得用户可以通过简单的鼠标或键盘操作来执行复杂的功能，例如数据分析、解方程、绘制图形等。在MATLAB中，GUI的制作对于创建自定义应用、技术演示或专用工具非常有用。MATLAB的内置演示程序demo就是使用GUI的一个典范，用户只需简单地点击就能浏览各种功能。本章首先介绍了GUI的基本概念和制作的重要性，特别强调了当需要创建一个可重复使用且操作简便的应用时，GUI是一个理想的选择。为了帮助初学者入门，章节提供了逐步的指导和示例代码。例如，例11.1-1展示了如何为一个归一化二阶系统创建一个GUI，用于绘制单位阶跃响应。这个例子将涵盖以下几个关键点：（1）创建图形窗口和轴：使用`clfreset`清除当前图形，然后使用`axes`函数定义新窗口的位置和大小，设置为正常化的单位，这确保窗口在不同分辨率的显示器上都能适配。（2）添加静态文本和编辑框：静态文本用于显示固定的信息，而编辑框允许用户输入数据。这些元素可以使用`uicontrol`函数创建，并指定它们的类型、位置和初始值。（3）创建坐标方格控制键：这些控制键通常用于调整图形的显示，如网格线的开关。`uicontrol`同样可用于创建这些按钮，通过绑定回调函数实现功能。（4）使用GUI：编写回调函数来处理用户在GUI上的操作，例如点击按钮或更改编辑框内容。这些函数将读取用户输入，执行相应计算，并更新图形显示。接下来的章节会深入讲解GUI的其他方面，包括用户菜单的创建、用户控件的使用，以及如何处理数据传递问题。MATLAB 5.x引入的GUIDE工具是一个交互式的GUI设计环境，简化了GUI构建过程。通过GUIDE，用户可以直观地拖放控件，设置属性，并生成对应的M函数代码。在深入学习本章内容之前，建议读者先了解第10章关于图柄的内容，因为图柄在GUI编程中至关重要，它用于识别和控制图形对象。通过本书的学习，读者将能够熟练地设计和实现自己的MATLAB GUI程序，提高软件的用户友好性和功能性。

yy=spline(t(k12),y(k12),tt); %局部样条插值 <8>

[yym,kkm]=max(yy); %求更精确的峰值位置

line(tt(kkm),yym,'marker','.',... %画峰值点 <10>

'markeredgecolor','r','markersize',20);

ystr=['ymax = ',sprintf('%1.4g\',yym)];

tstr=['tmax = ',sprintf('%1.4g\',tt(kkm))];

text(tt(kkm),1.05*yym,{ystr;tstr})

else %假如在设定时间范围内不能插值 <15>

text(10,0.4*y(end),{'ymax --> 1';'tmax --> inf'})

end

if vchk2 %假如上升时间框被选中 <19>

k95=min(find(y>0.95));k952=[(k95-1),k95];

t95=interp1(y(k952),t(k952),0.95); %线性插值 <21>

line(t95,0.95,'marker','o','markeredgecolor','k','markersize',6);

tstr95=['t95 = ',sprintf('%1.4g\',t95)];

text(t95,0.65,tstr95)

end

图 11.4.3.2-1

11.4.3.3 可编辑框、弹出框、列表框、按键示例

【*例 11.4.3.3-1】目标：制作一个能绘制任意图形的交互界面。它包括：可编辑文本框、弹

出框、列表框。本例的关键内容是：如何使编辑框允许输入多行指令。

[EXM11433_1.M]

clf reset % <1>

set(gcf,'unit','normalized','position',[0.1,0.4,0.85,0.35]);%设置图形窗大小

set(gcf,'defaultuicontrolunits','normalized');

set(gcf,'defaultuicontrolfontsize',11);

set(gcf,'defaultuicontrolfontname','隶书');

set(gcf,'defaultuicontrolhorizontal','left');

set(gcf,'menubar','none'); %删除图形窗工具条

str='通过多行指令绘图的交互界面';

set(gcf,'name',str,'numbertitle','off'); %书写图形窗名

h_axes=axes('position',[0.05,0.15,0.45,0.70],'visible','off');%定义轴位框位置

uicontrol(gcf,'Style','text',... %制作静态文本框

'position',[0.52,0.87,0.26,0.1],...

'String','绘图指令输入框');

hedit=uicontrol(gcf,'Style','edit',... %制作可编辑文本框 <14>

'position',[0.52,0.05,0.26,0.8],...

'Max',2); %取2，使Max-Min>1，而允许多行输入 <16>

hpop=uicontrol(gcf,'style','popup',... %制作弹出菜单 <17>

'position',[0.8,0.73,0.18,0.12],...

'string','spring|summer|autumn|winter');%设置弹出框中选项名 <19>

hlist=uicontrol(gcf,'Style','list',... %制作列表框 <20>

'position',[0.8,0.23,0.18,0.37],...

'string','Grid on|Box on|Hidden off|Axis off',...%设置列表框中选项名 <22>

'Max',2); %取2，使Max-Min>1，而允许多项选择 <23>

hpush=uicontrol(gcf,'Style','push',... %制作与列表框配用的按键 <24>

'position',[0.8,0.05,0.18,0.15],'string','Apply');

set(hedit,'callback','calledit(hedit,hpop,hlist)'); %编辑框输入引起回调 <26>

set(hpop,'callback','calledit(hedit,hpop,hlist)'); %弹出框选择引起回调 <27>

set(hpush,'callback','calledit(hedit,hpop,hlist)'); %按键引起的回调 <28>

[CALLEDIT.M]

function calledit(hedit,hpop,hlist)

ct=get(hedit,'string'); %获得输入的字符串函数 <2>

vpop=get(hpop,'value'); %获得选项的位置标识 <3>

vlist=get(hlist,'value'); %获得选项位置向量 <4>

if ~isempty(ct) %可编辑框输入非空时 <5>

eval(ct') %运行从编辑文本框送入的指令 <6>

popstr={'spring','summer','autumn','winter'}; %弹出框色图矩阵 <7>

liststr={'grid on','box on','hidden off','axis off'};%列表框选项内容 <8>

invstr={'grid off','box off','hidden on','axis on'};%列表框的逆指令 <9>

colormap(eval(popstr{vpop})) %采用弹出框所选色图 <10>

vv=zeros(1,4);vv(vlist)=1;

for k=1:4

if vv(k);eval(liststr{k});else eval(invstr{k});end %按列表选项影响图形

end

图 11.4.3.3-1

11.5 由 M 函数文件产生用户菜单和控件

11.5.1 利用全局变量编写用户界面函数文件

【*例 11.5.1-1】目标：利用 M 函数文件创建与例 11.4.3.3-1 相同的用户界面。本例演示：如

何依靠全局变量传递控件的图柄，从而保证回调动作正确执行。

（1）编写 M 函数文件 exm1151_1.m 和 calledit1.m

[exm1151_1.m]

function exm1151_1( )

global hedit hpop hlist

（这中间是：原 exm11433_1.m 第〈1〉行到第〈25〉行的全部指令）

set(hedit,'callback','calledit1'); %编辑框输入引起回调 <26>

set(hpop,'callback','calledit1'); %弹出框选择引起回调 <27>

set(hpush,'callback','calledit1'); %按键引起的回调 <28>

[CALLEDIT1.M]

function calledit1( )

global hedit hpop hlist

（下面续接内容是：原 calledit.m 第〈2〉行以下的全部指令）

（2）在 MATLAB 指令窗中运行 exm1151_1 就可获得题目所要求的图形用户界面。

11.5.2 利用 'UserData' 属性编写用户界面函数文件

【*例 11.5.2-1】目标：利用 M 函数文件创建与例 11.4.3.3-1 相同的用户界面。本例演示：如

何依靠图形窗的'UserData' 属性传送用户控件的图柄，从而保证回调动作正确执行。

（1）编写 M 函数文件 exm1152_1.m 和 calledit2.m

[exm1152_1.m]

function exm1152_1( )

（这中间是：原 exm11433_1.m 第〈1〉行到第〈25〉行的全部指令）

set(hedit,'callback','calledit2'); %编辑框输入引起回调 <26>

set(hpop,'callback','calledit2'); %弹出框选择引起回调 <27>

set(hpush,'callback','calledit2'); %按键引起的回调 <28>

set(gcf,'UserData',[hedit,hpop,hlist])

[calledit2.m]

function calledit2( )

H=get(gcf,'UserData');

ct=get(H(1),'string'); %获得输入的字符串函数 <2>

vpop=get(H(2),'value'); %获得选项的位置标识 <3>

vlist=get(H(3),'value'); %获得选项位置向量 <4>

（下面续接内容是：原 calledit.m 第〈5〉行以下的全部指令）

（2）在 MATLAB 指令窗中运行 exm1152_1 就可获得题目所要求的图形用户界面。

11.5.3 利用递归法编写用户界面函数文件

【*例 11.5.3-1】目标：利用 M 函数文件创建与例 11.4.3.3-1 相同的用户界面。本例演示：如

何依靠图形窗'UserData' 属性在递归调用中传送用户控件的图柄，保证回调动作正确执行。

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