new第6讲MATLAB图形用户界面设计.ppt

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1、第5章 图形用户界面编程,图形用户界面,所谓用户界面就是用户与计算机交互通信联系的平台。图形用户界面是指包含图形对象的用户界面，MATLAB包含两类基本的图形对象：控件对象和菜单对象。MATLAB提供了“布局编辑器”和“菜单编辑器”等工具设计图形用户界面。,5.1 布局编辑器,MATLAB窗口的File菜单下选New下的GUI,或在MATLAB命令窗口输入guide。,图形对象,工具条：排列、菜单编辑、M文件编辑器、属性观察器、对象浏览器和图形激活钮。,布局区域,GUI制作：需求分析,要点：1）确定需要实现哪些功能；2）确定数据输入/输出方式；3）确定所需的窗口图形元素；4）绘制GUI草图；5

2、）征求用户或他人的意见，并进行修改。,GUI制作：绘制并测试GUI,要点：1）在计算机上实现需求分析绘制的草图，并依据实际情况进行调整；2）从用户使用的角度对GUI进行调试。注：在完成设计与测试之前，不要编码，因为此时编写的代码可能会因设计的更改而失去意义。在GUI测试稳定后编写并测试代码。,GUI设计原则,简单性 简洁、直接、清晰地体现出界面的功能和特征。风格一致性 例如：图形窗口在左，图形控件在右等。易理解性 尽量使用人们熟悉的标志和符号，界面中的动作必须做到及时、连续、可逆，对连续时间长的运算要给出等待时间提示，并允许用户中断等。,5.2 控件对象,选择命令钮单选钮文本框滚动条列表框坐标

3、轴,开关钮复选框标签框架弹出式菜单,控件对象属性:外观及风格控制,BackgrandColor:设置控件的背景色，可以是RGB颜色值，如1 1 0，也可以是短名颜色值，如y，还可以是长名颜色值，如yellow；Cdata:设置显示在控件上图象的颜色值；1行3列。（效果不理想）ForegroundColor:设置控件上显示文本的颜色；SelectHighlight:用于确定空间被选中时是否显示被选中的状态（取值:on、off）;String:用于设置控件上显示的文本串；Visible:设置控件的可见状态。,控件对象属性:基本信息属性,Enable:可用状态on;暂停不用状态inactive;不可

4、用状态:off；Parent:控件对象的父对象句柄所在图形窗口对象句柄；Selected:用于确定控件是否被选中；Sliderstep:用于设置滚动条每次移动的步长；Style:用于决定所创建控件的类型；Tag:相当于控件对象的名称，在程序设计时可用来指定控件；TooltipString:设置简单提示信息；UserData:保存与控件对象有关的信息或数据，可通过set和get函数来调用这些信息。,控件对象属性:字体控制属性,FontAngle:用于确定字体的倾斜；FontName:设置字体的名称；FontSize:设置字体的大小；FontUnits:确定字体大小的单位；FontWeight:定

5、义字体的粗细；HorizontalAlignment:定义字符对齐方式。,控件对象属性:回调例程控制,ButtonDownFcn:定义当鼠标在控件对象上按下时执行的回调例程，可以是字符串、MATLAB表达式或M文件的文件名；Callback:定义单击控件时执行的回调例程；CreateFcn:定义在控件对象创建阶段执行的回调例程；DeleteFcn:定义在控件对象删除阶段执行的回调例程；BusyAction:决定回调例程的调用方式，取值有cancel与queue,与Interruptible联合使用；Interruptible:决定回调例程的中断调用模式,如为on则新的回调例程中断当前正在执行的

6、回调例程，如为off则由BusyAction决定调用模式；UIContextMenu:建立与上下文菜单（context menu）对象的联系，其属性的取值为菜单对象句柄。,控件对象属性:当前状态信息属性,ListboxTop:用于显示在列表框最上头的字符串的索引号，默认值为1；是String属性定义的字符串向量的某个元素的索引值。Value:决定空间的当前值；对弹出式菜单控件pop_up menus，该属性为已选中的列表项的索引值。,控件对象属性:当前状态信息属性Max,Max:定义Value属性允许的最大值。在不同的控件类型中，Max有不同的意义：复选框：选中时Value属性的值为Max的值

7、；文本框:Max-Min1则可进行多行输入；列表框：Max-Min1则可允许多个列表项选择；单选钮：选中时Value属性的值为Max的值；滚动条：定义了滚动条变化范围的最大值；开关钮：选中时Value属性的值为Max的值。,控件对象属性:当前状态信息属性Min,Min:定义了Value属性允许的最小值。复选框：未选中时Value属性的值为Min的值；单选钮：未选中时Value属性的值为Min的值；滚动条：定义了滚动条变化范围的最小值；开关钮：未选中时Value属性的值为Min的值。,控件对象属性的操作方式和步骤,命令方式：利用uicontrol建立控件对象时，定义控件属性的属性值；利用set设

8、置、修改属性的属性值；利用get获得属性的属性值。GUI方式：通过Property Inspector GUI设计工具设置控件对象的属性值。程序中控件对象的一般操作步骤：1）获取对象句柄；2)对对象属性进行操作。,MATLAB句柄图形,句柄图形：MATLAB每幅图的每个组成部分是一个对象，每个对象有一个句柄与其相联。MATLAB句柄图体系如下：,图形句柄,在MATLAB中，每个图形对象都由一个数字来表识，称为句柄，用来唯一确定图形对象。计算机屏幕：根对象（Root），句柄为0；图形窗口：句柄为整数；其它：句柄为浮点值。,图形对象句柄的获取,每个对象在创建时可以返回该对象的句柄。例如：h=plo

9、t(0:.1:2*pi,sin(0:.1:2*pi);利用标准对象句柄获取函数获取：gcf:获取当前图形窗口的句柄；gca:获取当前坐标轴的句柄；gco:获取当前图形的当前对象的句柄；gcbf/gcba/gcbo:获取回调例程图形窗口/坐标轴/当前对象的句柄。,图形对象句柄的获取findobj,h=findobj(Propertyname,propertyValue,)：获得指定属性Propertyname的属性值为propertyValue对应对象的句柄。h=findobj(objHandle,Propertyname,propertyValue,)：同上，但将查找范围限制在objHandl

10、e指定的对象及其子对象中。h=findobj(objHandle,flat,Propertyname,propertyValue,)：同上，但将查找范围不包括子对象。h=findobj:返回一个列向量，是根对象及其所有子对象的句柄值。,图形对象句柄的获取举例,%-Executes on button press in pushbutton1.function pushbutton1_Callback(hObject,eventdata,handles)h=findobj(Tag,axes1);x=-pi:0.1:pi;y=sin(x);plot(x,y,Parent,h);,%-Execute

11、s on button press in pushbutton2.function pushbutton2_Callback(hObject,eventdata,handles)h=findobj(Tag,axes2);x=-pi:0.1:pi;y=cos(x);plot(x,y,Parent,h);,对象及属性的操作:删除和拷贝,delete(handle):删除句柄handle对应对象及其子对象；c=copyobj(h,p):复制对象句柄，c为新得到的句柄。如果h和p均为向量，则将h对应的句柄分别作为p各对应对象的子对象的句柄；如果h为向量，p为标量，则将h对应的句柄作为p对应对象的子对象

12、的句柄；如果h为标量，p为向量，则将h对应的句柄分别作为p对应对象的子对象的句柄。,对象及属性的操作copyobj举例,mesh(peaks(30);text(30,20,2,leftarrow peak);h=findobj(String,leftarrow peak);figuremesh(peaks(20);ha=copyobj(h,gca);,对象及属性的操作:创建、设置和获取,h=uicontrol(parent,PropertyName,propertyValue,)缺省parent表示在当前图形窗口创建控件对象。set(handle,PropertyName,propertyVa

13、lue,)用来设置句柄为handle的控件对象的属性值。get(handle,PropertyName)返回句柄为handle的对象中名为PropertyName的属性的属性值。,对象及属性的操作举例,x=0:.1:2*pi;y=sin(x);h_sin=plot(x,y,*);lineWidth=get(h_sin,LineWidth);set(h_sin,Color,1 0.5 0,LineWidth,lineWidth+4);hpop=uicontrol(Style,popup,String,Black|Green|Blue|Red,.Position,340 190 100 150,C

14、allback,setmap,.Tag,popup);,setmap.m文件中的内容：hp=findobj(Tag,popup);val=get(hp,Value);if val=1 set(gca,Color,0,0,0);elseif val=2 set(gca,Color,0 1 0);elseif val=3 set(gca,Color,0 0 1);elseif val=4 set(gca,Color,1 0 0);end,5.3 菜单对象和上下文菜单,在MATLAB中有两类菜单：下拉式菜单uimenu和上下文菜单uicontextmenu。下拉式菜单（菜单对象）的位置是固定的。上下

15、文菜单的位置是不固定的，且总与某个图形对象相联系，通过鼠标右键激活，同时下拉式菜单可为其中的菜单项。,菜单对象的创建,hm=uimenu(h,PropertyName,value,)以h为父对象的句柄创建一个菜单对象，并返回该菜单的句柄。例如：,h0=figure(MenuBar,none,Toolbar,none,Name,Draw Graph);h1=uimenu(h0,Label,Checked,上下文菜单创建,h=uicontextmenu(PropertyName,propertyValue,)一般步骤：1）利用uincontextmenu创建上下文菜单对象；2）利用uimenu制作

16、菜单项；3）利用set将上下文菜单与具体的图形对象联系起来。,上下文菜单创建举例,cmenu=uicontextmenu;hline=plot(1:10,UIContextMenu,cmenu);item1=uimenu(cmenu,Label,dashed,.Callback,set(hline,LineStyle,-);item2=uimenu(cmenu,Label,dotted,.Callback,set(hline,LineStyle,:);item1=uimenu(cmenu,Label,Solid,.Callback,set(hline,LineStyle,-);,利用菜单编辑器

17、制作菜单,菜单属性,在菜单编辑器的右边有少量有关菜单属性值的设置。Checked:对选中的菜单打标记（对顶层菜单无用）；Label:设置菜单标题；Separator:用于在菜单上设置分隔条；Visible:设置菜单的可见状态；Accelerator:用于设置菜单加速键；Callback:定义单击菜单对象时执行的回调例程；Tag:标记菜单项的名称，便于在程序设计时通过该名称指定菜单项。,5.4 对话框,在GUI程序设计中，对话框是最重要的显示信息和取得用户数据的用户界面对象。MATLAB的对话框分为两类：公共对话框和一般对话框。公共对话框：文件打开对话框、文件保存对话框、颜色设置对话框、字体设置

18、对话框、打印页面对话框、打印预览对话框和打印对话框。一般对话框：帮助对话框、出错信息对话框、信息提示对话框等。,文件打开对话框,fname,pname=uigetfile(FilterSpec,DialogTitle,x,y)获取待打开文件的文件名fname及路径信息pname。FilterSpec指定文件类型；DialogTitle指定对话框标题名；x,y指定对话框位置信息。uigetfile并未打开有关文件。MATLAB提供了基于C语言实现的低级文件I/O函数。,fn,pn=uigetfile(*.m,Open M File,10,10);fnfn=sample1.m pnpn=C:MAT

19、LAB6p5work,打开、关闭文件,fid,errormessage=fopen(filename,permission);使用permission指定的模式打开filename指定的文件，成功时返回文件标识，否则返回系统错误信息errormessage.permission的取值及含义：r:只读模式；w：写模式（含创建）；a:添加；r+:读写；w+:读写（含创建）；a+：添加（含创建）。status=fclose(fid):关闭fid指定的文件，操作成功时返回0，否则返回1。,无格式输入/输出,a,count=fread(fid,size,precision,skip):从指定文件fid中

20、读取size个单位长度为precision的数据元素至a中，skip表示每次读后跳过的字节数。count表示实际读入的数据个数。size取值含义：标量n（读取n个元素）；inf(读到文件结尾)；m,n（读取m*n个元素）。precision:uchar（8位无符号字符缺省值）；schar(8位带符号字符)；int8(8位带符号整数)；uint8(8位无符号整数)；single(32位浮点数)；double（64位浮点数）。count=fwrite(fid,a,precision,skip):将a中数据转换成precision指定的数据元素写入fid指定的文件中，count为成功写入的元素数目。

21、,格式化输入/输出,count=fprintf(fid,format,a,):将a中数据用format格式化后写入文件fid中，count为写入的字节数。fid缺省表示向显示屏输出。例如：x=0:.2:2;y=x;2*exp(x);fid=fopen(data.txt,w);fprintf(fid,%6.2f%12.8fn,y);fclose(fid);a,count=fscanf(fid,format,size):从fid指定文件中读取size指定的数据，并根据format指定的格式对其转换后返回a，count为读取的元素数目。,按行从文件读数据,line=fgetl(fid)：从文件fid

22、中读1行数据至line，返回的行不包括换行符。遇到文件结尾则返回-1。line=fgets(fid)：从文件fid中读1行数据至line，返回的行包括换行符。遇到文件结尾则返回-1。,文件测试,eofstat=feof(fid):文件结尾返回-1，否则返回0。frewind(fid):将文件位置指针反绕到文件开头。status=fseek(fid,offset,origin):将文件的位置指针定位到origin偏移offset指定的位置。Origin的取值为 bof 或-1 文件开始 cof 或 0 文件当前位置 eof 或 1 文件结束position=ftell(fid):返回位置指针指向

23、的位置，失败时返回-1。,文件保存对话框,fname,pname=uinputfile(Initfile,DialogTitle,x,y):Initfile为指定待保存文件类型，DialogTitle为对话框标题，x和y为对话框位置。例如：uiputfile(*.m,Save)ans=kk,颜色设置对话框,c=uisetcolor(h_or_c,DialogTitle):h_or_c为初始颜色，可以是一个1X3的RGB向量，也可以是一个图形对象的句柄（该图形对象必有一个颜色属性）。,c=uisetcolor(1 0 1,Select Color)c=0.2510 0 0.2510,字体设置对话

24、框,s=uisetfont(h_or_s,Dialog Title）：h_or_s为初始字体属性，可以是一个对象的句柄，也可以是一个字体属性结构；s为字体属性结构，包括(FontName,FontUnits,FontSize,FontWeight,FontAngle等域)。,Text1=uicontrol(style,text,string,XxYyZz);Text2=uicontrol(style,text,string,AxBbCc,.position,200 20 60 20);s=uisetfont(Text1,Update Font);if isstruct(s)%Check for

25、 cancel set(Text2,s);end,帮助对话框,h=helpdlg(HelpString,dlgname):HelpString为帮助信息；dlgname为对话框标题。例如：,helpdlg(This is a dialogue!,Help),在线帮助窗口helpwin(补),str=Topic 1,Help string for topic1;Topic 2 Help string for topic2;helpwin(str,Topic 2,My Title),信息提示对话框,h=msgbox(message,title,icon):icon的取值为：none，error，h

26、elp和custom,默认为none。,Data=1:64;Data=(Data*Data)/64;h=msgbox(String,Title,custom,Data,hsv(64);,5.5 GUI编程,设计一个如下所示的GUI,当单击“绘图”按钮时，将在坐标轴上绘制选择的图形。,Figure的Name属性值为GUI例子程序,坐标轴的Tag属性值为axes1,标签的String属性的值为图形选择,单选钮的string属性值为正弦曲线，Tag属性值为sin,单选钮的string属性值为余弦曲线，Tag属性值为cos,Value属性值为1.0,命令钮的string属性值为绘图，Tag属性值为dr

27、aw,保存时文件名为fgui,fgui.m程序说明:gui_State,%Begin initialization code-DO NOT EDITgui_Singleton=1;gui_State=struct(gui_Name,mfilename,.gui_Singleton,gui_Singleton,.gui_OpeningFcn,fgui_OpeningFcn,.gui_OutputFcn,fgui_OutputFcn,.gui_LayoutFcn,.gui_Callback,);if nargin end,if nargout varargout1:nargout=gui_main

28、fcn(gui_State,varargin:);else gui_mainfcn(gui_State,varargin:);end%End initialization code-DO NOT EDIT,gui_Singleton大于0表示只有一个实例化的图形窗口存在；gui_Name图形窗口对应文件名；,gui_OpeningFcn窗口创建前执行的函数；gui_OutputFcn输出时执行的函数；gui_Callback确定控件的回调函数；gui_mainfcn调用分派函数。,fgui.m程序说明:fgui_OpeningFcn,%-Executes just before fgui is

29、 made visible.function fgui_OpeningFcn(hObject,eventdata,handles,varargin)%This function has no output args,see OutputFcn.%hObject handle to figure%eventdata reserved-to be defined in a future version of MATLAB%handles structure with handles and user data(see GUIDATA)%varargin command line arguments

30、 to fgui(see VARARGIN)%Choose default command line output for fguihandles.output=hObject;%Update handles structureguidata(hObject,handles);%UIWAIT makes fgui wait for user response(see UIRESUME)%uiwait(handles.figure1);,guidata:存储或检索应用数据。,fgui.m程序说明:fgui_OutputFcn,%-Outputs from this function are re

31、turned to the command line.function varargout=fgui_OutputFcn(hObject,eventdata,handles)%varargout cell array for returning output args(see VARARGOUT);%hObject handle to figure%eventdata reserved-to be defined in a future version of MATLAB%handles structure with handles and user data(see GUIDATA)%Get

32、 default command line output from handles structurevarargout1=handles.output;,fgui.m程序说明:draw_Callback,%-Executes on button press in draw.function draw_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObject handle to draw(see GCBO)%eventdata reserved-to be defined in a future version of MATLAB%handles structur

33、e with handles and user data(see GUIDATA)x=-pi:.1:pi;if get(handles.sin,Value)0 plot(x,sin(x),Parent,handles.axes1);elseif get(handles.cos,Value)0 plot(x,cos(x),Parent,handles.axes1);end,用户输入程序,fgui.m程序说明:sin_Callback,%-Executes on button press in sin.function sin_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObject handle to sin(see GCBO)%eventdata reserved-to be defined in a future version of MATLAB%handles structure with handles and user data(see GUIDATA)%Hint:get(hObject,Value)returns toggle state of sinset(handles.cos,Value,get(handles.cos,Min);%设置cos单选钮为补选中状态,Cos_Callback与此类似,