1.编程方法

在本章首先详细的介绍了MATLAB的图形句柄,通过对图形对象的属性进行设置,可以是实现图形的底层控制和设置。然后介绍了用户接口对象,用于建立各种按钮、菜单和工具条等。最后介绍了常用的对话框,这些对话框是GUI编程常用的基本元件。

在MATLAB中,各种句柄图形对象是有层次的,按照父对象（Parent）和子对象(Children)的形式进行管理。当子对象创建时,继承了父对象的许多属性。

MATLAB在创建每一个图形对象时,都为该对象分配唯一的一个值,称其为图形对象句柄(Handle)。句柄是图形对象的唯一标识符,不同对象的句柄不可能重复和混淆。计算机屏幕作为根对象( root）由系统自动建立,其句柄值为0,而图形窗口对象( figure)的句柄值为一正整数,并显示在该窗口的标题栏。其他图形对象的句柄为浮点数。MATLAB在创建各种对象时,会产生该对象的句柄,通过句柄可是实现对该对象的各种控制和设置。MATLAB提供了若千个函数用于获取已有图形对象的句柄。

图形对象的属性是一些特殊值,可以对图形对象进行控制和设置。每个属性都有一个属性名和属性值。属性名通常是采用大小写字母组成的字符串,第一个字母大写。用户可以在创建图形对象时,可以对属性值进行设置。如果用户没有对属性值进行设置,则所有的属性都会自动初始化为系统的默认值。例如:figure('Toolbar','none',' Menubar",'none'),将创建没有工具栏和菜单的图形窗口。图形对象的属性非常多，通常在创建图形对象后,通过句柄对属性值进行修改。利用函数get()状取图形对家出属性值,通过函数set(）设置图形对象的属性值。图形对象的属性设置，将会在下一节详细介绍。

除根对象外，每一种图形对象都有一个相对应的创建函数在MATLAB中，图形对象的创建函数,如下表所示。例如,采用函数figure( )创建figure对象,函数axes( )创建坐标轴对象。

函数	说明	函数	说明
root	根对象	figure	窗口对象
axes	坐标轴	image	图像
light	灯光	line	线条
patch	块	rectangle	矩形
surface	曲面	text	文本

在MATLAB中,利用函数get()来获取对象的属性值。该函数的调用格式为:v=get(h, 'PropertyName'):该函数获取句柄h的指定的属性值。v=get(0, 'Factory"'):该函数获取根对象（ root）的所有出厂属性值v=get(h, 'default'):该函数获取句柄h的所有默认属性值。

v=get(h, 'default'):该函数获取句柄h的所有默认属性值。调用格式为:set(h, 'PropertyName'，PropertyValue):该函数设置对象h的属性PropertyName的值为PropertyValue.set(h, 'PropertyName1', PropertyValue1,'PropertyName2',PropertyValue2,...):该函数同时对h的多个属性值进行设置。A=set(h,'PropertyName')或se(h,'PropertyName'):该函数获取对象h的属性PropertyName的可设置值。A=set(h)或se(h):该函数获取对象h的所有可设置的属性值。

在MATLAB中,有一些特殊的函数可以获取当前的图形对象、坐标轴对象的句柄值,这些函数如下表所示。利用这些函数可以非常方便的获取句柄值。

函数	说明
gcf	获取当前图形窗口的句柄
gca	获取当前图形窗口中的坐标轴的句柄
gco	获取当前图形窗口中当前对象的句柄
gcbf	获取正在执行的回调程序对应的对象所在窗口的句柄
gcbo	获取正在执行的回调程序对应的对象句柄

在MATLAB中,除了可以采用函数get( )和set()获取和设置对象的属性,还可以对图形对象进行一切其他的操作,例如利用函数findobj()进行对象的查找等。对象的基本操作,如下表所示。下面分别进行介绍：

函数	说明
reset	对象的复位，恢复为默认值
findobj	对象的查找
findall	查找所有的对象，包括隐藏的对象
copyobj	对象的复制
delete	对象的删除
allchild	查找所有子对象
ancestor	查找所有父对象

在MATLAB中,根对象（ root）相当于计算机的屏幕。只有一个根对象,是figure对象的父对象。根对象的句柄值为0，没有父对象。根对象不需要创建,在MATLAB软件启动后自动创建。根对象也不能删除,在退出MATLAB软件后,自动删除。用户可以通过get(0)获取根对象的所有属性。

图形窗口也称为figure对象。图形窗口的句柄值为正整数。在MATLAB中,采用函数figure( )来创建图形窗口。在MATLAB中,利用函数figure(h)创建句柄为h的图形窗口后,可以采用get(h)获取该图形句柄的所有属性值。采用函数clf清空当前图形窗口。该函数的调用格式为:clf:该函数清除当前figure中的所有不隐藏的对象clf('reset'):该函数清除当前figure的所有对象,并对figure的属性复位为系统的默认值。clf(fig):该函数清除窗口fig中所有不隐藏的对象。clf(fig, 'reset'):该函数清除窗口fig中所有不隐藏的对象,并复位为系统的默认值。

在MATLAB中,采用函数axes()创建坐标轴对象,该函数的调用格式为:axes:该函数在当前的figure内创建坐杯轴对象，采用系统的默认值。axes('position'，RECT):该函数设置坐标轴的位置为RECT,RECT为4维向量,指定坐标轴的尺寸和位置格式为:[left,bottom, width, height],即[左,底,宽，高],以屏幕的左下角为原点。axes(h):当句柄为h的坐标轴对象存在时,将其设置为当前对象。如果句柄为h的坐标轴对象不存在，则创建句柄为h的坐标轴对象，并设置为当前的对象。h=axes(...:该函数返回坐标轴对象的句柄h。

在MATLAB中,利用函数image()创建图像对象，该函数的低级调用格式为:h=image('P1Nae'，P1Value,'P2Name'，P2Value, ...). imge对象的主要属性为CData和Visible。CData属性保存了image的图像数据,Visible属性设置图像是否显示。

在MATLAB中,用户接口对象（(User Interface Objects)，主要包括uicontrol对象、uimenu对象、uicontextmenu对象、uitoolbar对象和uitable对象等。下面分别进行介绍。

利用函数uicontrol()建立按钮,单击该按钮后,清除figure中的图形。

利用函数uimenu()创建菜单,并设置快捷键,在MATLAB中,利用函数uicontextmenu()创建右键快捷菜单，该函数的调用格式为:uicontextmenu('P1Name'，P1Value, ..):该函数对右键快捷菜单的属性进行设置。h=uicontextmenu(...:该函数返回右键快捷菜单的句柄h.

在MATLAB中,利用函数uitoolbar( )为图形对象创建工具栏，利用函数uipushtool()和uitoggletool()为工具栏创建按钮。uitoolbar对象是uipushtool对象和uitoggletool对。函数uitoolbar( )的调用格式为:uitoolbar('P1Name', P1Value, ...):该函数设置工具栏的属性。uitoolbar(h,...):该函数为句柄为h的图形对象设置工具栏.

MATLAB中,利用函数uibuttongroup()创建按钮组函数的调用格式为:uibuttongroup('P1Name',P1Value,..):该函数对按钮组的属性进行设置。h=uibuttongroup(..):该函数返回按钮组的句柄h.如果h为按钮组的句柄,通过函数get(h)可以获取按钮组的所有属性值。利用函数uibuttongroup( )创建了按钮组后，可以在按钮组中添加各种类型的按钮，并设置按钮的父对象为按钮组。

在MALAB中,可以采用函数uipanel()创建面板,该函数的调用格式为:uipanel('P1Name'，P1Value, ...):该函数对面板的属性进行设置。h=uipanel(...):该函数返回面板的句柄为h.如果h为面板的句柄，则通过函数get(h)可以获取面板的所有属性值。利用函数uipanel()创建面板后,用户可以在面板中添加按钮或文本等。

在MATLAB中,利用函数uitable()创建表格对象,该函数的调用格式为:uitable('P1Name'，P1Value,...):利用函数uitalble创建表格对象,并对属性进行设置。h=uitalble(...):该函数返回表格对象的句柄为h.

在MATLAB中,有很多的预定义对话框,进行用户和计算机之间的交互。在进行GUI编程时,经常会用到这些预定义对话框,使用也非常的简单和方便。MATLAB中的预定义对话框如下表所示。下面分别进行介绍。

函数	说明	函数	说明
dialog	创建对话框	msgbox	信息显示对话框
errordlg	错误对话框	uiload	加载数据文件的标准图形画面
wamdlg	警告对话框	uisave	保存数据文件的标准图形画面
helpdlg	帮助对话框	uigetdir	选取目录的标准图形画面
inputdlg	输入对话框	uigetfile	选取文件的标准图形画面
listdlg	列表对话框	uiputfile	保存文件的标准图形画面
printdlg	打印对话框	uisetcolor	设置色彩的标准图形画面
pagesetupdlg	页面设置对话框	uisetfont	设置字体的标准图形画面
questdlg	询问对话框	waitbar	显示包含进度条的对话框

在MATLAB中,利用函数msgbox(}建立消息对话框。它不接受用户的任何输入,在用户单击OK按钮后,对话框自动关闭,然后返回程序中继续执行。该函数的调用格式为:msgbox(' Message'):该函数建立消息对话框,消息的内容为Message.msgbox('Message','Title'):该函数建立消息对话框的标题为Title.msgbox('Message', 'Title','Icon'):该函数建立消息对话框的lcon,lcon可以为none、error、,help、 warn或custom等，系统默认为none.msgbox('Message', 'Title', 'custom', lconData, IconMap):该函数中利用IconData和IconMap建立Icon.h=msgbox(...):该函数返回消息对话框的句柄。

在MATLAB中,利用函数errordlg()建立错误对话框。它不接受用户的任何输入，在用户单击OK按钮后，对话框自动关闭,然后返回程序中继续执行。该函数的调用格式为:errordlg:建立默认的错误对话框。errordlg('Errorstring'):该函数建立错误对话框的内容为Errorstring.errordlg('Errorstring','Dialogname'):该函数建立错误对称为为Diaglogname。h=errordlg(...):该函数返回错误对话框的句柄。

在MATLAB中,采用函数warndlg()建立警告对话框,该函数的调用格式和errordlg()基本相同。用户可以在MATLAB的命令行窗口输入:help warndlg进行查询。warndlg;warndlg(警告信息! ,'警告');

在MATLAB中,采用函数helpdlg()建立帮助对话框。该函数的调用格式和errordlg()基本相同。用户可以在MATLAB的命令行窗口输入:help helpdlg进行查询

在MATLAB中,利用函数inputdlg( )建立输入对话框。该函数接受用户的输入,然后将输入值进行返回。answer=inputdlg(f'UserName:,'Password:"},'log in');带有默认值的输入对话框:

在MATLAB中，利用函数listdlg(建立列表对话框,该函数的调用格式为:[Selection, ok]=listdlg('P1Name'，'P1Value'):该函数设置列表框的属性,用户单击按钮Ok后,选择的序号保存在Selection,参数ok为1.利用函数listdlg( )创建列表对话框:

在MATLAB中,利用函数questdlg()建立问题对话框,然后等待用户回答。默认情况下,回答按钮有3个，分别是Yes、No和Cancel.choice=questdlg('你确定要关闭吗?'.... %问题对话框。

在MATLAB中,利用函数waitbar()创建进度条对话框,反映程序运行的完成情况。该函数的调用格式为:waitbar(x):创建进度条，x介于[0 1]之间，如果x=0表示进度条开始,x=1时进度完成。h=waitbar(x, 'message'):创建标题为message的进度条，返回值h为进度条的句柄。h=waitbar(x, 'message','P1Name'，P1Value,..):对进度条的属性进行设置。waitbar(x, h):更新句柄为h的进度条的进度x。waitbar(x, h,'updated message'):更新句柄为h的进度条的进度和标题。

在MATALB中,采用函数uigetdir()建立路径选择对话框,返回目录名称字符串。folder_name=uigetdir:该函数创建目录选择对话框。如果用户单击OK按钮,返回路径字符串,如果用户单击Cancel按钮,返回值为0。folder_name=uigetdir('start_pat):该函数中起始目录为start_path.folder_name=uigetdir('start_path', 'dialog_title'):该函数中起始目录为start_path,对话框的标题为dialog_titlea，建立默认的路径选择对话框,代码如下:dname=uigetdir；

在MATLAB中,采用函数uigetfile()建立文件打开对话框,用户通过该对话框来选择要打开的文件。该函数返回用户选择的路径和文件名,然后可以进行数据的读取和写入等操作。Filename=uigetfile:该函数建立默认的文件打开对话框,默认为当前的目录,文件类型为所有的MATLAB文件:返回所选择的文件名。[Filename, Pathname]=uigetfile(FilterSpec):该函数通过FilterSpec指定扩展名,返回选择的文件名和路径。FilterSpec为字符串或字符串单元数组,用于文件名的过滤。如果FilterSpec为*.m，则在对话框中只列出后缀为.m的文件。[Filename, Pathname]=uigetfile(FilterSpec, DialogTitle)，该函数设置对话框的标题为DialogTitle.

在MATLAB中,采用函数uiputfile()建立文件保存对话框,在MATLAB中,采用函数uiputfile()建立文件保存对话框,Filename=uiput胜类型为所有的MATLAB文件，默认为当前的目录,文件类型为所有的MATLAB文件，保存对话框,返回保存的文件名和路径.[Filename, Pathname]=uiputfile(FilterSpec):该函数通过FilterSpec指定文件的扩展名。FilterSpec为字符串或字符串单元数组，用于文件名的过滤。[Filename, Pathname]=uiputfile(FilterSpec, DialogTitle)，该函数设置对话框的标题为DialogTitle。

在MATLAB中,采用函数pagesetupdlg()建立页面设置对话框,该函数的调用格式为dlg=pagesetupdlg(fig),其中fig为图形窗口句柄。该函数只支持单一图形窗口的页面设置，参数fig也必须是单一的图形句柄,不能是句柄向量。利用函数函数pagesetupdlg()建立页面设置对话框。

在MATLAB中,采用函数printpreview()建立打印预览对话框，该函数的调用格式为:printpreview:该函数建立当前窗口的打印预览对话框。如果没有图形窗口,则采用figure新建一个图形窗口。printpreview(f):该函数建立图形句柄为f的打印预览窗口。

在MATLAB中,可以采用函数printdlg( )函数建立打印对话框,用户可以对打印机和各种打印参数进行设置。利用函数printdlg()建立Window系统的打印对话框;

在MATLAB中,采用函数uisetcolor()建立颜色设置对话框，返回用户选择的颜色数据。该函数的调用格式为:c=uisetcolor:该函数建立默认的颜色设置对话框。如果用户单击OK按钮,返回值c为用户选择的颜色。如果用户单击Cancel按钮,返回值为0.c=uisetcolor([r g b]):该函数设置默认的颜色为[r g b].c=uisetcolor(...,'dialogTitle'):该函数设置对话框的标题为dialogTitle.利用函数uisetcolor()建立颜色设置对话框:

在MATALB中,采用函数uisetfont()创建字体设置对话框,用户可以设置或修改字体。该函数的调用格式为:uisetfont:该函数建立字体设置对话框。uisetfont(h):该函数对对象h的字体属性进行设置。nt(s):该函数创建字体设置对话框,初始字体为结构体s公uisetfont(.., 'DialogTitle'):该函数设置字体设置对话框的标题为DialogTitle.s=uisetfon(..):该函数将用户设置的字体保存在结构体s中。利用函数uisetfont()建立字体设置对话框,并对字体进行设置:

2.工具箱

MATLAB可视化界面的设计，一般有两种方法，一是直接通过编辑M脚本文件产生GU,这个方法在上一章已经进行详细的介绍。二是通过MATLAB图形用户界面开发环境GUIDE (Graphical User Interface DevelopmentEnvironment）来建立GUI界面。GUIDE是MATLAB为编写GU界面提供的集成开发工具。本章将对GUIDE进行详细的介绍,包括常用的控件、控件的属性、自动产生的M文件等。然后通过一些例子程序,讲解如何使用这些控件。最后给出了两个综合一些的例子,介绍了如何建立更加实用的GUI界面。MATLAB为图形用户界面开发提供了一个方便高效的集成开发环境,GUIDE.GUIDE是一个界面设计工具集,提供了界面的外观、属性和回调函数等。GUIDE将用户保存好的GUI界面保存在一个FIG资源文件中,同时还能够产生包含GUI初始化和组件界面布局控制代码的M文件。这个M文件为实现回调函数提供了一个参考框架。

用户可以在MATLAB的命令行窗口输入:guide来启动GUIDE。产生GUIDE的快速启动窗口,创建新的GUI时,有4个模版可以选择:Blank GUI (Default):系统默认为空白模版。GUl with Uicontrols:带有uicontrol对象的模版。GUl with Axes and Menu:带有坐标轴和菜单的模版。Modal Question Dialog:带有问答式对话框的模版。

利用属性查看器可以查看对象的属性值,也可以对属性值进行修改。用鼠标选中某个对象,然后单击工具栏的Property Inspector按钮或用鼠标双击该对象,则可以调用该对象的属性查看器。下面介绍一些常用的属性。

1．控件风格和外观

BackgroundColor:设置控件背景颜色,使用[RGB]或颜色定义。cData:在控件上显示的真彩色图像,使用矩阵表示。ForegroundColor:用于设置控件上显示的文本的颜色。String属性:设置控件上的文本,以及列表框和弹出菜单的选项等。Visible:设置控件是否可见,可以取值为on或off，默认值为on，即控件可见。当Visible属性设置为off时,控件不可见，但是控件仍然存在。

Enable属性:表示控件的使能状态，取值可以为on、inactive和off.默认值为on.设置为on时，该控件可用。设置为inavtive时，控件不可用,但是外表看起来昏为on时一样。设置为off时，表示控件不可用。Style:设置控件对象的类型，可以取值为pushbutton、togglebutton、radiobutton.checkbox、edit、text、slider、 frame、listbox.popupmenu,系统默认值为pushbutton.Tag:该属性为控件名称，利用该名称来命名控件的回调函数的名称。例如,对于pushbutton类型的按钮,GUIDE默认的Tag属性为ushbutton1，则回调函数为pushbutton1_Callback( ).TooltipString属性:该属性为字符串,用来设置提示信息。当鼠标指针位于此控件上时,显示该提示信息.UserData:设置用户指定的数据。利用该属性可以实现数据的传递.Position:该属性设置控件对象的位置和大小，向量为[xy width height].Units:设置控件的位置及大小等的单位,可以取值为pixels、normalized、 inches.points、centimeters和characters.

BusyAction:处理回调函数的中断。有两种选项:即Cancel:取消中断事件，queue:排队（默认设置ButtonDownFcn属性:按钮按下时的处理函数。CallBack属性:是连接程序界面整个程序系统的实质性功能的纽带。该属性值应该为一个可以直接求值的字符串，在该对象被选中和改变时,系统将自动地对字符串进行求值。

CreateFcn:在对象产生过程中执行的回调函数。DeleteFcn:删除对象过程中执行的回调函数。Interruptible属性:指定当前的回调函数在执行时是否允许中断,去执行其他的函数。

DeleteFcn:删除对象过程中执行的回调函数，Interruptible属性:指定当前的回调函数在执行时是否允许中断,去执行其他的函数。

ListboxTop:在列表框中显示的最项层的字符串的索引Max:最大值。Min:最小值。Value:控件的当前值。对于单选按钮如果被选中时,该属性的值为Max属性值,如果没被选中,则为Min属性值。

利用GUIDE可以生成M文件框架,通过M文件决定GUI用户操作的响应。通过GUIDE可以自动生成M文件,然后在M文件中编写GUI控件的回调函数。M文件由多个子函数构成,包括主函数、Opening函数、Output函数和回调函数。其中,主函数不能修改,和文件名相同。

在GUI的各个控件之间进行数据传递,可以采用以下两种方法:利用结构体handles和控件的UserData属性。结构体handles保存了GUI的数据。当在运行GUI时,M文件会自动产生结构体handles，其中保存了所有GUI对象的数据,可以看作是一个数据的容器。用户可以在handles中找到所有控件的信息。handles在各个控件的callback之间传来传去。

利用GUIDE可以非常方便的建立GUI界面，同时建立了M文件框架。通过在M文件的回调函数中添加程序,可以非常快速的建立GUI界面。下面通过几个例子,介绍如何使用GUIDE提供的控件。

利用GUIDE设计GUI界面非常的方便、简单。在设计复杂的GUI界面时,需要很多的控件,例如菜单、按钮、坐标轴等。下面介绍几个综合一些的例子程序。