清華大學(xué)-Matlab-GUI設(shè)計上課講義

清華大學(xué)-Matlab-GUI設(shè)計1.GUI編程概述Matlab是一套高性能的數(shù)值計算和可視化軟件，兼有高效科學(xué)計算和友好圖形界面兩方面優(yōu)勢。其圖形用戶界面(GraphicalUserInterfaces,GUI)是由窗口、光標(biāo)、按鍵、菜單、文字說明等對象(Objects)構(gòu)成的一個用戶界面。1.GUI編程概述MatlabGUI具有以下三個基本元素。組件（Component）圖形化控件（按鈕、編輯框、列表、滾動條等），由uicontrol創(chuàng)建；靜態(tài)元素（窗口和文本字符串）；菜單，由uimenu和uicontextmenu創(chuàng)建；坐標(biāo)系，由axes創(chuàng)建；圖形窗口（Figure）回應(yīng)（Callback）1.GUI編程概述MatlabGUI具有以下三個基本元素。組件圖形窗口GUI的每一個組件都必須放在圖形窗口中。Figure函數(shù)可以用來創(chuàng)建空圖像窗口。回應(yīng)或稱回調(diào)函數(shù)，指當(dāng)用戶單擊或者鍵盤輸入一些信息后，程序在后臺給予的響應(yīng)，如執(zhí)行相應(yīng)的函數(shù)。1.GUI編程概述MatlabGUI的開發(fā)步驟。GUI組件布局GUI組件編程保存并發(fā)布GUIMatlabGUI的實現(xiàn)方法。GUIDE開發(fā)工具優(yōu)點(diǎn)：方便，易上手，適合新手缺點(diǎn)：代碼框架較復(fù)雜，須多個文件儲存M文件純代碼優(yōu)點(diǎn)：代碼純凈、清晰，只需M文件儲存，手段專業(yè)缺點(diǎn)：代碼量大且繁瑣，不適合新手2.GUIDE開發(fā)工具M(jìn)atlab的GUIDE是一個組件布局工具集。該工具在布局GUI同時會生成兩個文件：FIG文件。該文件包括GUI的圖像窗口和所有子對象的完全描述及屬性值。M文件。該文件包括用戶用來發(fā)布和控制界面的各種函數(shù)和回調(diào)函數(shù)（作為子函數(shù)）。該文件不包含任何組件的布置信息。2.GUIDE開發(fā)工具利用GUIDE創(chuàng)建GUI在Matlab命令窗中輸入“guide”得到以下對話框當(dāng)要打開已存在的文件“mygui.fig”，則輸入“guidemygui.fig”即可選擇默認(rèn)的空白界面來生成GUI2.GUIDE開發(fā)工具利用GUIDE創(chuàng)建GUI得到的空白GUI開發(fā)界面如下GUI窗口界面組件布局編輯器組件排列工具菜單編輯器屬性編輯器運(yùn)行效果查看M文件2.GUIDE開發(fā)工具在布置組件前，對GUI進(jìn)行組態(tài)?！癟ools–GUIOptions”，得到以下對話框。用戶可以對所開發(fā)的GUI進(jìn)行基本屬性設(shè)定。2.GUIDE開發(fā)工具設(shè)計組件布局Matlab共有14種基本控件（可能不同版本會稍有不同）。按鈕（PushButton）是最常用的，用來響應(yīng)鼠標(biāo)單擊事件；滑動條（Slider）主要用來為程序提供數(shù)值，該數(shù)值被限制在[min,max]之間，用戶通過滑動滑塊來制定；單選按鈕（RadioButton）經(jīng)常多個聯(lián)合使用（借助按鈕組），用于實現(xiàn)同一屬性在不同取值間切換，用戶只能選一個；復(fù)選框（CheckBox）和單選按鈕類似，但提供用戶多選；2.GUIDE開發(fā)工具設(shè)計組件布局Matlab基本控件·2。文本框（EditText）支持用戶通過鍵盤輸入；文本標(biāo)簽（StaticText）用以顯示固定字符串；下拉菜單（Pop-UpMenu）類似于一組單選框；下拉列表（ListBox）類似于一組復(fù)選框；雙位按鈕（ToggleButton）類似于按鈕，但它保持“按下”或“抬起”兩個狀態(tài)，并根據(jù)輸入在兩者間切換；坐標(biāo)軸（Axes）用來顯示圖形；表格（Table）用來顯示表格；2.GUIDE開發(fā)工具設(shè)計組件布局Matlab基本控件·3。面板（Panel）和按鈕組（ButtonGroup）用以把相關(guān)聯(lián)的組件放在一起，使界面具有層次性和易用性；ActiveX控件主要用于Matlab和其他應(yīng)用程序的交互。2.GUIDE開發(fā)工具設(shè)計組件布局GUIDE組件常用屬性·1控件風(fēng)格和外觀BackgroundColor：設(shè)置控件背景顏色，使用[RGB]或顏色定義CData：在控件上顯示的真彩色圖像，使用矩陣表示ForegroundColor：文本顏色String屬性：控件上的文本，以及列表框和彈出菜單的選項Visible：控件是否可見2.GUIDE開發(fā)工具設(shè)計組件布局GUIDE組件常用屬性·2對象的常規(guī)信息Enable屬性：表示此控件的使能狀態(tài)，設(shè)置為on”，表示可選，為“off”時則表示不可選Style：控件對象類型Tag：控件表示（用戶定義）TooltipString屬性：提示信息顯示。當(dāng)鼠標(biāo)指針位于此控件上時，顯示提示信息UserData：用戶指定數(shù)據(jù)Position：控件對象的尺寸和位置Units：設(shè)置控件的位置及大小的單位有關(guān)字體的屬性，如FontAngle，F(xiàn)ontName等2.GUIDE開發(fā)工具設(shè)計組件布局GUIDE組件常用屬性·3控件回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行BusyAction：處理回調(diào)函數(shù)的中斷。有兩種選項：即Cancel：取消中斷事件，queue：排隊（默認(rèn)設(shè)置）ButtonDownFcn屬性：按鈕按下時的處理函數(shù)CallBack屬性：是連接程序界面整個程序系統(tǒng)的實質(zhì)性功能的紐帶。該屬性值應(yīng)該為一個可以直接求值的字符串，在該對象被選中和改變時，系統(tǒng)將自動地對字符串進(jìn)行求值CreateFcn：在對象產(chǎn)生過程中執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)DeleteFcn：刪除對象過程中執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)Interruptible屬性：指定當(dāng)前的回調(diào)函數(shù)在執(zhí)行時是否允許中斷，去執(zhí)行其他的函數(shù)2.GUIDE開發(fā)工具設(shè)計組件布局GUIDE組件常用屬性·4控件當(dāng)前狀態(tài)信息ListboxTop：在列表框中顯示的最頂層的字符串的索引Max：最大值Min：最小值Value：控件的當(dāng)前值不同組件對于以上基本屬性可能各有一些特殊的對應(yīng)，用戶應(yīng)根據(jù)實際需要配置相應(yīng)的屬性。2.GUIDE開發(fā)工具課堂演示：GUIDE組件布局2.GUIDE開發(fā)工具M(jìn)文件編寫當(dāng)用戶第一次儲存當(dāng)前的GUI時，GUIDE會自動為用戶生成相應(yīng)的FIG文件和M文件。用戶在M文件中需要完成以下工作：程序初始化設(shè)置實現(xiàn)控件回調(diào)函數(shù)最關(guān)鍵以及最難的兩點(diǎn)：程序流程控制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)維護(hù)2.GUIDE開發(fā)工具M(jìn)文件編寫GUI程序的初始化實際上就是數(shù)據(jù)的初始化。一般可以在函數(shù)“X_OpeningFcn”中進(jìn)行。該函數(shù)在打開GUI的時候調(diào)用?；卣{(diào)函數(shù)則是在用戶增加控件的同時自動地在M文件中生成。用戶可以通過控件右鍵菜單中的“callback”選項找到相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，并將其實現(xiàn)。2.GUIDE開發(fā)工具全局變量的運(yùn)用對于GUI程序，全局變量必不可少。一般有兩種全局變量的儲存方法。句柄儲存。該方法利用全局的句柄結(jié)構(gòu)（handles），在其中添加變量，所有回調(diào)函數(shù)都接受這個句柄結(jié)構(gòu)參數(shù)。如函數(shù)：

functionPlay_Callback(hObject,eventdata,handles)Global變量。該方法是Matlab程序中通用的。2.GUIDE開發(fā)工具全局變量的運(yùn)用句柄儲存全局變量。定義或者修改一個全局變量（如“variable”）時，可直接使用如下代碼：handles.variable=0；每個函數(shù)中一旦更改了handles中的任何一個值，最后均需要用以下代碼來進(jìn)行保存，使數(shù)據(jù)更改真正起作用：guidata(hObject,handles);訪問handles中的全局變量，則可以直接訪問。2.GUIDE開發(fā)工具全局變量的運(yùn)用Global儲存全局變量。僅一條規(guī)則：在任何地方使用，在使用之前，先用global進(jìn)行“聲明”。如，定義全局變量：

globalg_var g_var=100;在別的函數(shù)里要將g_var值賦給局部變量l_var則：

globalg_var l_var=g_var;2.GUIDE開發(fā)工具后臺與GUI的交流

Get函數(shù)。通過句柄獲取控件當(dāng)前的值。a=get(H,‘DefaultObjectTypePropertyName’)；Set函數(shù)。通過句柄設(shè)置控件的值。set(H,‘PropertyName’,PropertyValue,...)；Axes函數(shù)。通過句柄來獲取當(dāng)前繪圖區(qū)。axes(H)；plot(…);3.GUIDE開發(fā)經(jīng)驗GUI設(shè)計原則簡單性界面設(shè)計力求簡潔、清晰、直觀、易用；一致性界面風(fēng)格統(tǒng)一一致，養(yǎng)成好習(xí)慣；習(xí)常性盡量使用人們熟悉的標(biāo)志和符號；其他因素注意界面的動態(tài)性能。如響應(yīng)要迅速、連續(xù)，長時間計算最好給出進(jìn)度條并允許中斷。此外，還需要有抵抗“野蠻操作”的魯棒性。3.GUIDE開發(fā)經(jīng)驗GUI設(shè)計步驟分析界面所要求實現(xiàn)的主要功能，明確任務(wù)設(shè)計草圖，考慮設(shè)計原則，并予以實現(xiàn)編寫對象的相應(yīng)程序，檢查功能完成情況設(shè)計時可以參考很多優(yōu)秀的專業(yè)軟件。對于多媒體應(yīng)用來說，很多視頻、音頻、圖像處理軟件都可以學(xué)習(xí)！當(dāng)然，作為一個專業(yè)的程序員，在設(shè)計時還必須要加入自己的風(fēng)格，并保持自己的風(fēng)格！3.GUIDE開發(fā)經(jīng)驗GUI設(shè)計實例多媒體大作業(yè)“音頻處理軟件”

（王易之&MQ）個性化的設(shè)計風(fēng)格，色彩濃艷夸張?？丶旁诒砻?，使用方便，但顯得比較低級。軟件使用的魯棒性還是比較好的。3.GUIDE開發(fā)經(jīng)驗GUI設(shè)計實例系統(tǒng)工程大作業(yè)（王易之&WDM&JC）設(shè)計風(fēng)格簡樸清晰，靈感取自Matlab界面。實現(xiàn)功能均放在菜單中。但Command窗口也可以用命令調(diào)用。這樣的設(shè)置顯得比前一個專業(yè)一些。如圖為主成分分析結(jié)果。4.純代碼生成GUI利用純代碼生成GUI是MatlabGUI最本源的設(shè)計方法，類似于在C或C++中用WindowsAPI來設(shè)計界面。它具有以下特點(diǎn)。代碼的純粹性：所有代碼都由用戶編寫，便于管理和分離（多文件）。整個軟件就是一堆M文件。絕對可控性。開發(fā)者掌握了所有的權(quán)利，可以在開發(fā)中更自由地發(fā)揮，對于專業(yè)程序員，這點(diǎn)很有吸引力。對于有一定基礎(chǔ)或者習(xí)慣這種編程方式的同學(xué)，可以使用這種開發(fā)方式。4.純代碼生成GUI程序?qū)嵗治??！皬腗ySQL數(shù)據(jù)庫生成NS2仿真數(shù)據(jù)”（王易之）4.純代碼生成GUI程序?qū)嵗治?。生成窗?/p>

添加菜單H_fig=figure(1);set(H_fig,'unit','normalized','Position',[0.1,0.1,0.8,0.8],'MenuBar','none','name','Build_NS2_Files','Color',[0.8,0.8,0.8]);h_menu_file=uimenu(H_fig,'label','File');h_menu_edit=uimenu(H_fig,'label','Edit');h_menu_help=uimenu(H_fig,'label','Help');

h_submenu_file_exit=uimenu(h_menu_file,'label','exit','callback','close()');4.純代碼生成GUI程序?qū)嵗治?。調(diào)整單位

添加控件set(H_fig,'defaultuicontrolunits','normalized');h_panel_build=uipanel('position',[0.35,0.02,0.6,0.2],'backgroundColor',[0.8,0.8,0.8]);h_push_mixtables=uicontrol(H_fig,'style','push','position',[0.4,0.05,0.225,0.12],'string','Mixtables...','fontsize',20,'BackgroundColor','g',...'callback','mixtables(h_list_addlinks,h_text_system);');h_edit_username=uicontrol(H_fig,'style','edit','position',[0.05,0.84,0.25,0.05],'string',Mysql_username,'BackgroundColor',[0.9,0.9,0.9],'fontsize',15,...'callback','Mysql_username=get(