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1、第七章MATLAB的GUI程序设计Chapter 8: Design of MATLAB of GUIprogramGUI（Graphical User Interfaces）:由各种图形对象组成的用户界 面，在这种用户界面下，用户的命令和对程序的控制是通过“选择” 各种图形对象来实现的。目前90%以上的应用程序和软件都是在 GUI下运行的。MATLAB有两种GUI用户界面控件的创建方式，基于命令行的 方式用程序来制作和基于GUI的方式制作。这里主要介绍基于GUI 的方式。MATLAB的GUI的基本图形对象分为控件对象和用户界面菜 单对象（包括固定菜单和现场菜单），简称控件和菜单。一. 控件对
2、象及属性（Object and its attributes of controller）1. GUI 控件对象类型（The mode of controller object）控件对象是事件响应的图形界面对象。当某一事件发生时，应用 程序会做出响应并执行某些预定的功能子程序（Callback）.常用的基本控件：（1）按钮（Push Buttons）：执行某种预定的单功能或操作；（2）开关按钮（Toggle Button）：产生一个动作并指示一个二进制状态（开或关），当鼠标点击它时按钮将下陷，并执行 callback （回调函数）中指定的内容，再次点击，按钮 复原，并再次执行callback中
3、的内容；（3）单选框（Radio Button）:单个的单选框用来在两种状态之间切换，多个单选框组成一个单选框组时，用户只能在一 组状态中选择单一的状态，或称为单选项；（4）复选框（Check Boxes）：单个的复选框用来在两种状态之间切换，多个复选框组成一个复选框组时，可使用户在一组 状态中作组合式的选择，或称为多选项；（5）文本编辑器（Editable Texts）：用来使用键盘输入字符串的值，可以对编辑框中的内容进行编辑、删除和替换等操作；(6)静态文本框(Static Texts :仅仅用于显示单行的说明文字； (7)滚动条(Slider)：可输入指定范围的数量值；(8) 边框(Fr
4、ames)：在图形窗口圈出一块区域；(9) 列表框(List Boxes)：在其中定义一系列可供选择的字符串;(10) 弹出式菜单(Popup Menus):让用户从一列菜单项中选择 一项作为参数输入；(11) 坐标轴(Axes)：用于显示图形和图象2. 控件对象的描述(Description of controller object)MATLAB中的控件大致可分为两种，一种为动作控件，鼠标点 击这些控件时会产生相应的响应。一种为静态控件，是一种不产 生响应的控件，如文本框等。每种控件都有一些可以设置的参数，用于表现控件的外形、功 能及效果，既属性。属性由两部分组成：属性名和属性值，它们 必须
5、是成对出现的。控制对象的属性包括公共属性、基本控制属性、修饰控制属 性、辅助属性和callback管理属性。3. 控件对象的属性(Attributes of controller object)用户可以在创建控件对象时，设定其属性值，未指定时将使 用系统缺省值。两大类控件对象属性：第一类是所有控件对象都具有的公共属 性，第二类是控件对象作为图形对象所具有的属性。A, 控件对象的公共属性Children取值为空矩阵，因为控件对象没有自己的子对象 Parent取值为某个图形窗口对象的句柄，该句柄表明了控件对象 所在的图形窗口Tag取值为字符串，定义了控件的标识值，在任何程序中都可以 通过这个标识值
6、控制该控件对象Type取值为uicontrol,表明图形对象的类型UserDate取值为空矩阵，用于保存与该控件对象相关的重要数据和信息Visible 取值为 no 或 off,B, 控件对象的基本控制属性BackgroundColor取值为颜色的预定义字符或RGB数值Callback取值为字符串，可以是某个M文件名或一小段MATLAB 语句，当用户激活某个控件对象时，应用程序就运 行该属性定义的子程序。Enable 取值为 on （缺省值）inactive 和 offExtend取值为四元素矢量0，0，width, height,记录控件对象标 题字符的位置和尺寸ForegroundColo
7、r取值为颜色的预定义字符或RGB数值Max,Min取值都为数值String取值为字符串矩阵或数组，定义控件对象标题或选项内容Style 取值可以是 pushbutton, radiobutton, checkbox, edit, text, slider, frame, popupmenu 或 listboxUnits 取值可以是 pixels, normalized, inches, centimeters 或 pointsValue取值可以是矢量，也可以是数值，其含义及解释依赖于控 件对象的类型C, 控件对象的修饰控制属性FontAngle 取值为 normal, italic, obli
8、que,FontName取值为控件标题等字体的字库名FontSize取值为数值，定义字号FontWeight 取值为 normal, light, demi 或 boldHorizontalAligment 取值为 left,right,定义对齐方式D, 控件对象的辅助属性ListboxTop取值为数量值SliderStop 取值为两元素矢量minstep,maxstep,用 于 slider 控件Selected 取值为 on 或 offSlectionHoghlight 取值为 on 或 offE, Callback管理属性BusyAction 取值为 cancel 或 queueButt
9、onDownFun取值为字符串，一般为某个M文件名或一小段MATLAB程序CreateFun取值为字符串，一般为某个M文件名或一小段MATLAB程序DeletFUn取值为字符串，一般为某个M文件名或一小段MATLAB程序HandleVisibility 取值为 on, callback 或 offInterruptible 取值为 on 或 off二. GUI 开发环境(GUI Development Environment, GUIDE)MATLAB提供了一套可视化的创建图形窗口的工具，使用这 个用户界面开发环境可方便的创建GUI应用程序，它可以根据用户 设计的GUI布局，自动生成M文件的框
10、架，用户使用这一框架编 制自己的应用程序。MATLAB可视化的创建图形用户接口(GUI)工具包括：*布局编辑器(Layout Edtor)在图形窗口中加入及安排对象。*几何排列工具体通皿皿Tool)-调整各对象相互之间的几何关系 和位置*属性编辑器(Property Inspector)查询并设置属性值*对象浏览器(O bject Browser) -用于获得当前MATLAB图形用户 界面程序中所有的全部对象信息，对象的类型，同时显示控件的名称 和标识，在控件上双击鼠标可以打开该控件的属性编辑器。*菜单编辑器(Menu Editor)-建立窗口菜单条的菜单和任何构成布 局的弹出菜单在MATLA
11、B中，GUI的设计是以M文件的编程形式实现的， GUI的布局代码存储在M文件和MAT文件中，而在MATLAB6中 有了很大的改变，MATLAB6将GUI的布局代码存储在FIG文件中， 同时还产生一个M文件用于存储调用函数，在M文件中不再包含 GUI的布局代码，在开发应用程序时代码量大大减少。1、布局编辑器(Layout editor)的使用：在命令窗口输入GUIDE命 令或点击工具栏中的guide图标都可以打开空白的布局编辑器，在命 令窗口输入GUIDE filename可打开一个已存在的名为filename图 形用户界面。布局编辑器可以启动用户界面的控制面板，上述工具都必须从布 局编辑器中访
12、问。使用用户界面开发环境的一般步骤为：（1）布局编辑器参数设置选File菜单下的Preferences菜单项打开参数设置窗口，点击 树状目录中的GUIDE，既可以设置布局编辑器的参数。（2）布局编辑器的弹出菜单在任一控件上按下鼠标右键，会弹出一个菜单，通过该菜单 可以完成布局编辑器的大部分操作。（3）将控件对象放置到布局区a. 用鼠标选择并放置控件到布局区内；b. 移动控件到适当的位置；c. 改变控件的大小；d. 选中多个对象的方法；（4）激活图形窗口选Tools菜单中的Activate Figure（Run）项或点击工具条 上的ActivareFigure（Run）按钮，在激活图形窗口的同时
13、将存 储M文件和FIG文件，如所建立的布局还没有进行存储，用 户界面开发环境将打开一个Save As对话框，按输入的文件的 名字，存储一对同名的M文件和带有fig扩展名的FIG文件。（5）运行GUI程序在命令窗口直接键入文件名或用openfig, open或hgload命 令运行GUI程序。2. 几何位置排列工具（Alignment tool）的使用：可以通过选择工具栏中的排列工具图标打开排列工具窗口，用于 调节各控件对象之间相对的水平和垂直位置。3. 用属性编辑器设置控件属性（Set attributes of controller with Property Inspector）设置控件属
14、性，在属性编辑器中提供了所有可设置的属性列表并显示出当前的属性。(1) 打开属性编辑器(Opening Property Inspector)：三种方法： 1.用工具栏上的图标打开；2.从View菜单中选择Property Inspector菜单项；3.在按鼠标右键弹出的Property Inspector菜 单中选择菜单项。(2) 使用属性编辑器(Using Property Inspector):属性编辑器中 包含了控件的基本属性，都可以在编辑器中填写或更改属性值， 一般情况下许多属性可采用默认值，只对与制作目的直接相关的 属性进行编辑。4. 菜单编辑器(Menu Editor)：用于制作
15、GUI窗口的菜单，包括 菜单的设计和编辑，菜单编辑器有八个快捷键，可以利用它们任 意添加或删除菜单，可以设置菜单项的属性，包括名称(Label)、 标识(Tag)、选择是否显示分隔线(Separator above this item)、 是否在菜单前加上选中标记(Item is checked)、设置调用函数 (Callback) o菜单编辑器的下方有两个可选择的页面，分别用于设计主 菜单和鼠标右键菜单，鼠标右键菜单为主程序窗口和控件上的 弹出菜单，可设计多个鼠标右键菜单，每个控件可以通过属性 查询器中UIContextMenu选择一个鼠标右键菜单， UIContextMenu 的缺省选项为(None)5. 对象浏览器(Object Browsers)：用于浏览当前程序所使用的部 对象信息，可以在对象浏览器中选种一个或多个控件来打开该 控件的属性编辑器。三、GUI 程序设计(GUI Program design)GUI设计包括图形界面的设计和功能设计两个方面。一般步骤：*分析界面所要实现的主要功能，明确设计任务*在稿纸上绘制界面草图，优化草图*按设计草图上机制作静态界面*编写界面动态功能的程序，例1：制作一个可进行图形显示、绘图启动和做3D旋转操作的GUI：1、布置控
