GUI图形用户界面设计窗口.docx
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GUI图形用户界面设计窗口
GUI图形用户界面设计窗口
GUI
是指人与计算机（或程序）之间交互作用的工具和方法，是用户与计
算机进行信息交流的方式。
如键盘、鼠标、跟踪球、绘制板或麦克风等都可成为人
与计算机交换信息的接口。
（GraphicalUserInterfaces,GUI）是指由窗口、图标、菜单和文本
说明等图形对象构成的用户界面。
用户以某种方式（如使用鼠标或按键）选择或激
活这些对象，使计算机产生某种动作或变化，如实现计算、绘图等。
图形用户界面的功能：
让用户定制用户与MATLAB的交互方式。
不是唯一与MATLAB的交互方式。
MATLAB中的演示程序demo是使用图形界面GUI的最好例子。
GUI
通过程序编写的方法产生对象，即利用uicontrol、uimenu、uicontextmenu,
等函数以编写M文件的方式来开发整个GUI。
通过MATALAB的GUI编辑界面——GUIDE来建立GUI。
这个界面类似,
VB等开发环境，只要直接通过鼠标将对象拖拽的目的地，就可以快速
地构建出整个GUI，并且M文件管理较好，可以快速找到需要修改的部
分内容。
GUIDE对于新手是一个非常好的选择。
（对“句柄图形”的理解是设计和实现GUI的先决条件，要建立一个具有弹性多
功能的GUI就必须先把对象的句柄值与属性弄懂）
1
1）图形对象
MATLAB的图形对象包括计算机屏幕、图形窗口、坐标轴、用户菜单、用户控
件、曲线、曲面、文字、图像、光源、区域块和方框等。
系统将每一个对象按树型
结构组织起来，最上层Root为计算机屏幕，是所有对象的父对象。
父根
计算机屏幕
图图
子UimenuUicontroluimenu座标轴
型式:
按钮键uimenu无线按钮键
检查框兄弟滑标
弹出式菜单
框架
文本
编辑
当某个父对象改变属性时，就会影响到该结构下层的所有子对象，如改变窗口
对象的位置，则线条与坐标轴对象也会跟着移动。
figure对象（图对象）是指屏幕中产生的窗口，Uicontrol是在figure下的用户控
制对象；Uimenu是在figure下的用户接口选项。
2）图形对象句柄
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由系统自动建立，其句柄值为0，而图形窗口对象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
提供了若干个函数用于获取已有图形对象的句柄。
2
1）属性名与属性值
MATLAB给每种对象的每一个属性规定了一个名字，称为属性名，而属性名的
取值称为属性值。
2）属性的操作
set
set函数的调用格式为：
set（1122…）
其中句柄用于指明要操作的图形对象。
如果在调用set函数时省略全部属性名和属性值，则将显示出句柄所有的允许属性。
get
get函数的调用格式为：
V=get（）
其中V是返回的属性值。
如果在调用get函数时省略属性名，则将返回句柄所有
的属性值。
reset（h）
重新设置由句柄值h所指定的图形对象所有的属性为它们的默认值。
>>reset（gca）%重新设置当前坐标轴的属性
3
1figure
建立图形窗口对象使用figure函数，其调用格式为：
=figure（1122…）
MATLAB通过对属性的操作来改变图形窗口的形式。
也可以使用figure函数按
MATLAB缺省的属性值建立图形窗口：
figure=figure
要关闭图形窗口，使用close函数，其调用格式为：
close（窗口句柄）
另外，closeall命令可以关闭所有的图形窗口，clf命令则是清除当前图形窗口的内容，但不关闭窗口。
2axes
建立坐标轴对象使用axes函数，其调用格式为：
=axes（1122…）
调用axes函数用指定的属性在当前图形窗口创建坐标轴，并将其句柄赋给左边
的句柄变量。
也可以使用axes函数按MATLAB缺省的属性值在当前图形窗口创建坐
标轴：
axes=axes
用axes函数建立坐标轴之后，还可以调用axes函数将之设定为当前坐标轴，
且坐标轴所在的图形窗口自动成为当前图形窗口：
axes（坐标轴句柄）
4
（可参考help文件内说明）
1）figure属性
2）axes
3line
4Image
5Text
GUI
1get
V=get（句柄，属性名）
其中V是返回的属性值。
如果在调用get函数时省略属性名，则将返回句柄所有
的属性值。
>>t=0:
0.01:
10;h=plot（t,sin（t））;%h为曲线的句柄值
>>get（h）运行结果：
Color:
[001]
EraseMode:
'normal'
LineStyle:
'-'
LineWidth:
0.5000
Marker:
'none'
MarkerSize:
6
MarkerEdgeColor:
'auto'
MarkerFaceColor:
'none'
XData:
[1x1001double]
YData:
[1x1001double]
ZData:
[1x0double]
BeingDeleted:
'off'
ButtonDownFcn:
[]
Children:
[0x1double]
Clipping:
'on'
CreateFcn:
[]
DeleteFcn:
[]
BusyAction:
'queue'
HandleVisibility:
'on'
HitTest:
'on'
Interruptible:
'on'
Selected:
'off'
SelectionHighlight:
'on'
Tag:
''
Type:
'line'
UIContextMenu:
[]
UserData:
[]
Visible:
'on'
Parent:
151.0012
DisplayName:
''
XDataMode:
'manual'
XDataSource:
''
YDataSource:
''
ZDataSource:
''2set
set函数的调用格式为：
set（句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，…）
其中句柄用于指明要操作的图形对象。
如果在调用set函数时省略全部属性名和
属性值，则将显示出句柄所有的允许属性。
>>t=0:
0.01:
10;h=plot（t,sin（t））;%h为曲线的句柄值
>>set（h,'color',[0.50.50.5]）%灰色3．eval（）函数
eval（）函数的功能就是将括号内的字符串视为语句并运行
如：
eval（'y1=sin
（2）'）和语句y1=sin
（2）等价多在循环中使用，可以对多个名字有规则的变量或文件进行操作，比如
forx=1:
5
eval（['y',num2str（x）,'=',num2str（x^2）,';']）
end
GUIGUIDE
1GUI
打开GUI编辑器的3种方法：
（1）在MATLAB主窗口中，选择File菜单中的New菜单项，再选择其中的GUI
命令，就会显示图形用户界面的设计样板。
（2）>>gudie
（3）点击下图红圈处。
GUI设计样板:
图3-1“GUIDEQuickStart”对话框
MATLAB为GUI设计一共准备了4种样板：
BlankGUI（）GUI
GUIwithUicontrols（带控件对象的GUI样板）
GUIwithAxesandMenu（带坐标轴与菜单的GUI样板）
ModalQuestionDialog（带模式问话对话框的GUI样板）。
后三个样板可以当作初次使用GUIDE的参考，它是GUIDE中提供的模版，可以参考建立GUI或程序编辑方式。
在GUI设计模板中选中一个模板，然后单击OK按钮，就会显示GUI设计窗口。
选择不同的GUI设计模式时，在GUI设计窗口中显示的结果是不一样的。
2GUIDEGUI
首先提供一个简单的示例使同学们对GUI先有一个大概的印象。
[例]一个简单的GUI入门向导。
（1）打开MATLAB，在命令行中输入>>gudie，就会显示图形用户界面的设
计样板。
（2）选择“GUIwithAxesandMenu”，点击“OK”得到如图3-2所示结果。
图3-2一个简单的GUI示例
（3）通过拖拉面板的右下角，可以调整面板的大小。
单击工具栏最后面的绿色
箭头按钮，在保存之后，即可得到运行结果，如图3-3所示。
图3-3运行结果
（4）在下拉框中选择不同的内容，单击“update”，可以画出不同的图案。
这是一个建好的例子，界面的建立直接由鼠标选取并拖拽左方GUI对象中的PushButton、PopupMenu与Axes至特定位置建立的（如图3-2所示箭头的位置）。
这是关于PopupMenu菜单对象的使用的例子，有关此内容的详细陈述见第五节中
PopupMenu菜单的使用。
下面介绍GUIDE设计窗口的操作。
3GUI
GUI设计窗口如图3-4所示，由菜单栏、工具栏、控件工具栏以及图形对象设计
区等部分组成。
GUI设计窗口的菜单栏有File、Edit、View、Layout、Tools和Help6个菜单项，使用其中的命令可以完成图形用户界面的设计操作。
TabOrderProperty
InspectorEditor（Tab顺M-File对象属性查序编辑器）MenuEditor
看器Editor
菜单栏
Run按钮
工具栏
Object
Browser对象栏对象浏
览器
Figure窗口
图3-4GUI设计窗口
1）对象栏
要想了解编辑界面中左边对象图标的含义，可以通过菜单选取File/Preferences
选项，然后选择“Shownamesincomponentpalette”选项，点击“OK”，就可显示对象
名称了，如图3-5所示。
图3-5显示对象名称
在GUI设计窗口创建图形对象后，通过双击该对象，就会显示该对象的属性编
辑器。
例如，创建一个PushButton对象，并设计该对象的属性值。
2）工具栏
工具栏中的各编辑器如图3-4标识，下面分别介绍。
对象属性查看器
利用对象属性查看器，可以查看每个对象的属性值，也可以修改、设置对象的
属性值，从GUI设计窗口工具栏上选择PropertyInspector命令按钮，或者选择View菜
单下的PropertyInspector子菜单，就可以打开对象属性查看器。
另外，在MATLAB命令窗口的命令行上输入inspect，也可以看到对象属性查看器。
在选中某个对象后，可以通过对象属性查看器，查看该对象的属性值，也可以
方便地修改对象属性的属性值。
菜单编辑器（MenuEditor）
利用菜单编辑器，可以创建、设置、修改下拉式菜单和快捷菜单。
从GUI设计窗口的工具栏上选择MenuEditor命令按钮，或者选择Tools菜单下的MenuEditor子菜单，就可以打开菜单编辑器。
菜单编辑器左上角的第一个按钮用于创建一级菜单项。
第二个按钮用于创建一级菜单的子菜单。
菜单编辑器的左下角有两个按钮，选择第
一个按钮，可以创建下拉式菜单。
选择第二个按钮，可以创建ContextMenu菜单。
选择它后，菜单编辑器左上角的第三个按钮就会变成可用，单击它就可以创建
ContextMenu主菜单。
在选中已经创建的ContextMenu主菜单后，可以单击第二个按
钮创建选中的ContextMenu主菜单的子菜单。
与下拉式菜单一样，选中创建的某个
ContextMenu菜单，菜单编辑器的右边就会显示该菜单的有关属性，可以在这里设
置、修改菜单的属性。
菜单编辑器左上角的第四个与第五个按钮用于对选中的菜单
进行左移与右移，第六与第七个按钮用于对选中的菜单进行上移与下移，最右边的
按钮用于删除选中的菜单。
位置调整工具
利用位置调整工具，可以对GUI对象设计区内的多个对象的位置进行调整。
从
GUI设计窗口的工具栏上选择AlignObjects命令按钮，或者选择Tools菜单下的Align
Objects菜单项，就可以打开对象位置调整器。
对象位置调整器中的第一栏是垂直方向的位置调整。
对象位置调整器中的第二
栏是水平方向的位置调整。
在选中多个对象后，可以方便的通过对象位置调整器调
整对象间的对齐方式和距离。
对象浏览器
利用对象浏览器，可以查看当前设计阶段的各个句柄图形对象。
从GUI设计窗口的工具栏上选择ObjectBrowser命令按钮，或者选择View菜单下的ObjectBrowser子菜单，就可以打开对象浏览器。
例如，在对象设计区内创建了3个对象，它们分别是EditText、PushButton、ListBox对象，此时单击ObjectBrowser按钮，可以看到对象浏览器。
在对象浏览器中，可以看到已经创建的3个对象以及图形窗口对象figure。
用鼠标双击图中的任何一个对象，可以进入对象的属性查看器界面。
Tab顺序编辑器
利用Tab顺序编辑器（TabOrderEditor），可以设置用户按键盘上的Tab键时，对象被选中的先后顺序。
选择Tools菜单下的TabOrderEditor菜单项，就可以打开Tab顺序编辑器。
例如，若在GUI设计窗口中创建了3个对象，与它们相对应的Tab顺序编辑器。
M文件编辑器
当用户通过GUIDE建立GUI后，同时产生两个文件FIG文件和M文件，点击M文件编辑器即可打开其M文件，还可以编写GUI下每个对象的Callback与一些初始设置，如图3-6所示。
直接在该列表上依据对象的名称与Callback来选取欲查询的内容后，GUIDE即会立即移动到选取得Callback位置处。
如选取pushbutton1_Callback，则GUIDE就会将光标移动到如图3-7所示的内容处，如此就可以编辑相应的内容了。
显示所有Callback函数
图3-6M文件编辑器界面
图3-7Callback编辑区4
练习要求建立一个如图3-8所示的GUI，点击“plot”，便可画出波形。
图3-8练习GUI
1）新建一个BlankGUI（默认）样板；
2）添加axes,statictext,editbox,andabutton四个对象；
3）运行run，保存文件
4）Callback
plotbutton_Callback添加画波形的程序。
functionPlotButton_Callback（hObject,eventdata,handles）
x=-10:
0.1:
10;
s=get（handles.edit1,'String'）;
y=eval（s）;%evaljustevaluatesthegivenstring
handles.axes1;%Subsequentcommandsdrawonaxes1.
plot（x,y）;
：
EditText
用EditText为输入接口，
若输入值为数值时可以使用str2num（get（h,’string’）），将输入到句柄值为h的Edit
Text对象的数值取出。
若要将数值A显示到句柄值为h的EditText中，可用set（h,’string’num2str（A））;若输入值为Matlab语句或表达式时，如sin（x），可以使用eval（get（h,’string’））.
eval（）函数的功能就是将括号内的字符串视为语句并运行
如：
eval（'y1=sin
（2）'）和语句y1=sin
（2）等价
多在循环中使用，可以对多个名字有规则的变量或文件进行操作，比如
forx=1:
5
eval（['y',num2str（x）,'=',num2str（x^2）,';']）
end
GUIDE
GUIDE菜单编译器主要用于GUI。
点击菜单编译器图标打开如图4-1所示的“MenuEditor”窗口。
通过菜单编译器可以创造出两种模式的菜单，即uimenu与uicontextmenu。
图4-1“MenuEditor”窗口
Label输入在菜单中要显示的标题文字，如File。
Tag对象卷展栏，当用户借助findobj函数时，即可利用这个Tag的属性值去找相应的句柄值（Handle）。
AcceleratorCtrl+:
可以指定快捷键，则当用户按下Ctrl+指定的快捷键时，就会执行该菜单的操作。
资料“Matlab7.x界面设计与编译技巧.pdf”第8章给出了一个完整的建立菜单的
范例。
请同学们按照此范例认真操作一遍，掌握菜单设计的基本操作。
（参考程序menu_lx.figmenu_lx.m）
要求建立图4-2、4-3所示的两个主菜单。
图4-2
图4-3
ContextMenu
ContextMenu菜单与普通菜单不同，它可以附着在任何uicontrol对象上，而普通菜单只能附着在figure上。
要求建立图4-4所示的ContextMenu菜单。
另外，Matlab中提供了许多内置的GUI对话框，除了简化开发类似项目流程外，
还可以设计出具有在操作上更加富有弹性、更富人性化的界面。
关于这部分内容参
见资料“Matlab7.x界面设计与编译技巧.pdf”第11章。
GUIDEGUI
PopupMenu
PopupMenu主要用于建立，并结合switch……case陈述式，即可达到选取选项触发指定操作。
（以GUI设计模版中的第三个样板为例）
：
用鼠标选取并拖拽左方GUI对象中PopupMenu至特定位置，然后双击打开属性检查器，找到String属性项单击按钮，出现一对话框，在此对话框中输入
下拉菜单内容，如图5-1所示。
图5-1输入PopupMenu的string属性内容
：
编辑Callback，直接在Callback函数中输入即可。
这里通过Value属性
所返回的值了解当前选取的选项后，再由switch……case编辑选取该选项所要执行的
相应的操作。
functionpushbutton1_Callback（hObject,eventdata,handles）
%hObjecthandletopushbutton1（seeGCBO）
%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB
%handlesstructurewithhandlesanduserdata（seeGUIDATA）
axes（handles.axes1）;
cla;
%以下为callback程序
%由Value属性来判断当前用户所选取的选项popup_sel_index=get（handles.popupmenu1,'Value'）;
switchpopup_sel_index
case1%选项1所执行的操作
plot（rand（5））;
case2%选项2所执行的操作
plot（sin（1:
0.01:
25.99））;
case3%选项3所执行的操作
bar（1:
.5:
10）;
case4%选项4所执行的操作
plot（membrane）;
case5%选项5所执行的操作
surf（peaks）;
end
GUI
要求建立一个GUI演示界面将前面的设计任务连接起来。
界面参考如图6-1、图6-2、图6-3所示。
图6-1主界面
打开主界面进入演示内容选择界面，之后可以选择演示内容。
图6-2演示内容选择界面
Matlab7.x界面设计与编译技巧.pdf
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