MATLAB实用教程GUI.ppt

第八章 图形用户 界面（GUI）,本章将介绍：图形用户界面的设计原则；图形用户界面的操作步骤。,目录,8.1 GUI设计向导8.2 编程设计GUI 8.3 图形用户界面设计实例 习 题,8.1 GUI设计向导,8.1.1 GUI概述 8.1.2 启动GUIDE 8.1.3 GUIDE提供的控件,本节介绍：图形用户界面（GUI）的基本概念；GUI开发环境GUIDE；GUI组成部分的用途和使用方法；GUI创建的详细步骤。,8.1.1 GUI概述,GUI是一种包含多种对象的图形窗口，并为GUI开发提供一个方便高效的集成开发环境GUIDE。GUIDE主要是一个界面设计工具集，MATLAB将所有GUI支持的控件都集成在这个环境中。,GUIDE将设计好的GUI保存在一个FIG文件中，同时生成M文件框架。FIG文件：该文件包括GUI图形窗口及其所有FIG文件包含序列化的图形窗口对象；M文件：该文件包括GUI设计、控制函数以及定义为子函数的用户控件回调函数。,GUIDE可以根据GUI设计过程直接自动生成M文件框架，优点如下：M文件已经包含一些必要的代码；管理图形对象句柄并执行回调函数子程序；提供管理全局数据的途径；支持自动插入回调函数原型。,GUI创建包括界面设计和控件编程两部分，主要步骤如下：通过设置GUIDE应用程序的选项来运行GUIDE；使用界面设计编辑器进行界面设计；编写控件行为响应控制（即回调函数）代码。,8.1.2 启动GUIDE,在MATLAB中，GUIDE提供多个模板来定制GUI。这些模板均已包括相关的回调函数，可以通过修改对应的M文件函数，实现指定功能。,在MATLAB中，可以通过如下两种方法来访问模板：直接输入命令GUIDE，打开如下图所示的界面；如果GUIDE已经打开，通过【File】菜单下的【New】选项也可以打开如下图所示的界面。,在模板设计界面中，可以选择创建新的GUI或者打开原有的GUI。在创建新的GUI时MATLAB提供以下4种模板：空白模板；带有控制按钮模板；带有坐标轴和菜单模板；问答式对话框模板。,其中的空白模板如下图所示。,8.1.3 GUIDE提供的控件,在空白模板中，GUIDE提供界面控件以及设计工具集来实现界面设计，其中，控件分布在界面设计编辑器的左侧，如下图所示。,按钮：通过鼠标单击按钮可以实现某种行为，并调用相应的回调函数。滚动条：能够通过移动滚动条来改变指定范围内的数值输入，滚动条的位置代表输入数值。单选按钮：单选按钮通常以组为单位，一组单选按钮之间是一种互相排斥的关系。,复选框：复选框与单选按钮类似，只是多个复选框可以同时有效。编辑框：编辑框可编辑或修改字符串的文本域。静态文本：静态文本通常作为其他控件的标签使用。,弹出式菜单：弹出式菜单将打开并显示选项列表。列表框：列表框显示列表项，并能够选择其中的一项或多项。拴牢按钮：拴牢能够产生一个二进制状态的行动。,组合框：组合框是图形窗口中的一个封闭区域，它把相关联的控件组合在一起。按钮组：按钮组类似于组合框，但是它可以响应单选按钮以及拴牢按钮的高级属性。坐标轴：坐标轴可以设置关于外观和行为的参数。,8.1.4 界面设计工具集,1界面设计编辑器 2属性检查器 3对象浏览器 4菜单编辑器,GUIDE提供的界面设计工具集包括如下内容：界面设计编辑器：添加并排列图形窗口中的控件对象。属性检查器：检查并设置控件的属性值。,对象浏览器：观察此次MATLAB运行过程中图形对象的句柄集成关系表。菜单编辑器：创建窗口菜单和上下文菜单。,1界面设计编辑器,界面设计编辑器能够从控件面板中选择控件，并将它们排列在图形窗口中。界面设计编辑器由以下4个部分组成：控件面板；工具栏；,菜单栏；界面区域。其中：控件面板包含所有控件；工具栏和菜单栏可以用来启动其他界面设计工具；界面区域实际上就是激活后的GUI图形窗口。,（1）控件面板 在GUI界面中放置控件：单击控件面板中需要放置控件的按钮；在光标变为十字形后，使用十字形光标的中心点来确定控件左上角的位置；可以通过拖动鼠标来确定控件的大小。,所有控件布置好后，可以使用激活按钮或选择【Tools】菜单下的【ActivateFigure】选项检查GUIDE的设计结果，激活时将（提示）保存FIG文件和M文件。,（2）上下文菜单 使用界面设计编辑器进行界面设计时：选择一个对象；单击鼠标右键来显示其对应的上下文菜单。,下图描述了一个与按钮相联系的上下文菜单，同时所有已定义的回调函数都可列出。,（3）排列工具 可以在界面区域内通过选择并拖动任意控件（群）对其进行控件排列，当选择【Tools】菜单下的【Align Objects】选项时即可打开下图所示的排列工具栏。,（4）网线和标线 界面区域内可以使用网格和标线辅助设计，当选择【Tools】菜单下的【Grid and Rulers】选项时即可打开下图所示的网格和标线对话框。,2属性检查器,属性检查器提供所选择对象的可设置属性列表及当前属性值，并可以进行手动设置，当选择【View】菜单下的【Property Inspector】选项时即可打开类似下图所示的属性检查器。,3对象浏览器,对象浏览器可以显示图形窗口中所有对象的继承关系。,4菜单编辑器,GUIDE能够创建菜单栏和上下文菜单。当选择【Tools】菜单下的【Menu Editor】选项时即可打开下图所示的菜单编辑器。,（1）菜单栏菜单 使用【New Menu】工具栏创建一个菜单；指定其隶属关系；指定其属性。下图显示一个设计的菜单，当激活图形窗口时即可看到结果。,（2）上下文菜单 上下文菜单设计好后，当单击鼠标右键时它随之出现。使用【New Context Menu】工具栏创建一个菜单；指定其隶属关系；指定其属性。,8.1.5 GUI组态,1窗口重画行为 2命令行访问 3生成FIG文件和M文件,在添加控件前，应使用GUIDE应用程序选项对话框对GUI组态进行设置。选择界面设计编辑器的【Tools】菜单下的【Application Options】选项打开如下图所示选项对话框。,该对话框能够设置的选项如下：窗口重画行为（Resize behavior）；命令行访问（Command-line accessibility）；生成FIG文件和M文件（Generate FIG-file and M-file）；生成回调函数原型（Generate callback function prototypes）；,同一时刻仅允许运行一个应用程序实例（GUI allows only one instance to run(singleton)）；使用系统背景颜色设置（Using the system background colors）；仅生成FIG文件（Generate FIG-file Only）。,8.1.6 GUI界面设计,GUI界面设计是通过使用界面设计编辑器进行的，控件的布置前面已经介绍，但在布置后往往需要定义控件的属性。,用鼠标双击该控件，即可看到其对应的属性检查器。当第一次将按钮布置在界面后，双击该按钮即可看到如下图所示的属性检查器，其中包含属性Tag和Callback。,8.2 编程设计GUI,1M文件及数据管理 2回调函数的使用方法 3图形窗口的行为控制,GUI的编程方法：系统生成的应用程序M文件的含义，以及利用句柄结构体管理GUI数据的方法；GUI控件回调函数的类型和中断方法；GUI图形窗口的行为控制。,1M文件及数据管理,（1）M文件 GUI的一个重要任务就是通过控件响应指定行为。GUIDE给添加到应用程序M文件中的回调函数自动命名，并使控件被激活时该函数能够被调用。,（2）数据管理 GUIDE使用应用程序M文件来定义和实现数据的存储和读取，文件中包含所有GUI控件对象句柄的结构体handles。,2回调函数的使用方法,（1）回调函数类型 图形对象的回调函数 ButtonDownFcn：当用户将鼠标放置在某个对象时，单击鼠标左键，MATLAB将调用回调函数。,CreatFcn：MATLAB将在创建对象时，调用回调函数。DeleteFcn：MATLAB在删除对象之前调用回调函数。,图形窗口的回调函数 CloseRequestFcn：当请求关闭图形窗口时，调用回调函数。KeyPressFcn：当用户在图形窗口内按下鼠标键时，调用回调函数。ResizeFcn：当用户重画图形窗口时，调用回调函数。,WindowButtonDownFcn：当用户在图形窗口内无控件的地方按下鼠标键时，调用回调函数。WindowButtonMotionFcn：当用户在图形窗口中移动鼠标时，调用回调函数。WindowButtonUpFcn：当用户在图形窗口中释放鼠标键时，调用回调函数。,（2）回调函数执行中断 默认情况下MATLAB允许回调函数执行中断，且可以随时终止操作，则终止操作对应的回调函数将会中断装载数据操作对应的回调函数。,可执行中断设置 图形对象都包含属性Interruptible，该属性的默认值为on，表示回调函数可以执行中断。,同时图形对象都包含属性BusyAction，它有如下两种可能的取值:queue：将事件保存在事件序列中并等待不可中断回调函数执行完毕后处理。cancel：放弃该事件并将事件从序列中删除。,执行中断的规则 遇到命令drawnow、figure、getframe、pause或waitfor，MATLAB将该回调函数挂起并开始处理事件序列。事件序列的顶端事件要求重画图形窗口，MATLAB将执行重画并继续处理事件序列中的下一个事件。,事件序列的顶端事件将会导致一个回调函数的执行，MATLAB将判断回调函数被挂起的对象是否可中断。当所有事件都被处理后，MATLAB恢复被中断函数的执行。,3图形窗口的行为控制 在设计GUI时，需要考虑GUI图形窗口的行为控制，主要包括如下3种情况:实现图形注释的工具GUI，通常一幅图形需要一个新的工具实例。,询问用户并阻止MATLAB运行直至用户作出回答，此时图形窗口仅可以被观察。警告用户其指定的操作将会破坏文件的对话框，该对话框能够执行用户所需的操作前强迫用户作出回答。,下面3种技术能够有效地解决上述3种情况。允许单个或多个GUI实例同时运行。在显示GUI时阻止MATLAB的运行。使用模态图形窗口使用户只能与当前执行的GUI进行交互。,8.3 图形用户界面设计实例,编写函数，这些函数都包含在随图形用户界面设计时产生的M文件中。1图形用户界面打开时自动运行的函数 simple_gui_OpeningFcn()，其具体代码序列如下：,23个按钮的回调函数（Callback），其具体代码序列如下：,3下拉菜单的回调函数（Callback），其具体代码序列如下：,4菜单项Close的回调函数（Callback），其具体代码序列如下：,最后激活的图形用户界面如下图所示。,当在下拉菜单中选择【sinc】且单击【Mesh】按钮，可得到如下图所示的结果。,当选择【File】菜单下的【Close】选项，图形用户界面将关闭。关闭guide后，在命令窗口直接输入如下代码序列也可以运行图形用户界面。clear simple_gui,由上面的例子，可以总结出图形用户界面设计的基本流程：首先新建一个模板，并设置GUI应用程序选项，保存文件；其次布置界面，并设置模板和控件的属性；再次设置初始/结束函数和回调函数；最后激活/运行图形用户界面。,习 题,1利用图形用户界面，实现记事本【File】菜单下的【新建】、【打开】、【保存】、【另存为】和【退出】菜单项功能。2利用图形用户界面，设计能够完成增、删、改通讯簿记录的程序。,