1第七章 Matlab的图形用户界面GUI GUI设计工具简介 GUI向导设计 GUI程序设计 2第一节 GUI设计工具简介通常在开发一个应用程序时都会尽量做到界面友好、 直观。最常用的方法就是使用图形用户界面。在Matlab中 ，图形用户界面是一个包含多种对象的图形窗口。用户必 须对功能对象进行界面布局和编程，从而使用户在激活GUI 的功能对象时能够执行相应的行为。Matlab为用户开发图形界面提供了一个方便、高效的 集成开发环境GUIDE（Graphic User Interface Development Environment）。GUIDE主要是一个界面设计 工具集，Matlab将所有GUI的控件都集成在这个环境中并提 供界面外观、属性和行为响应方式的设置方法。GUIDE将用 户设计好的GUI界面保存在一个FIG文件中，同时还自动生 成一个包含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（当用户激活GUI某一个组件时 执行的函数）提供了一个参考框架，这样既简化了GUI应用 程序的创建工作，用户又可以直接使用这个框架来编写自 己的函数代码。3整个GUI的实现过程可以分为以下几步： 使用界面设计编辑器进行GUI界面布局设计； 理解应用程序M文件中所使用的编程技术； 编写GUI组件行为响应控制（即回调函数）代码。 一、启动GUIDE在Matlab中，GUIDE提供了多种设计模板以方便用户使 用GUI。这些模板均包含相关的回调函数，用户可以打开它 所对应的M文件，看到它们的工作方式，或修改相应的函数 ，从而实现自己需要的功能。在Matlab 中，可以通过如下两种方法来访问模板： 直接输入“guide”命令，打开如图7-1所示的界面； 通过File菜单中的New选项也可以打开GUI模板界面。4图图7-1 进进入GUI的初始界面5在创建新的GUI时，Matlab 提供了空白模板、带有控制按钮 的模板、带有坐标轴和菜单的模板以及问答式对话框4种模板。其 中空白模板如图7-2所示：图图7-2 空白界面编辑编辑 器外观图观图6二、用户界面控件对象介绍在空白模板中GUIDE提供了用户界面控件以及界面设计 工具集来实现用户界面的创建工作，用户界面控件分布在界 面编辑器的左侧，下面我们对各控件加以介绍。：按钮（Push Button），是小的矩形面，在其上 面标有说明该按钮功能的文本。将鼠标指针移动至按钮，单 击鼠标，按钮被按下随即自动弹起，并执行回调程序。 按钮的“Style”属性的默认值是“pushbotton”。7：开关按钮(Toggle Button) 和一般按钮形状相 同，区别在于它有两种状态，用鼠标单击按钮，它会从一 种状态变成另一种状态，并执行相应的回调程序（两种状 态各对应不同的回调程序）。按钮“开”时，Value属性的值为在Max属性中指定的值 ；按钮“关”时，Value属性的值为在Min属性中指定的值 。按钮的“Style”属性的默认值是“togglebutton”。：编辑框(Edit Text)，允许用户动态地编辑文本 字符串或数字，就象使用文本编辑器或文字处理器一样。 编辑框一般用于让用户输入或修改文本字符串和数字。编辑框的“String”属性“的默认值是“Edit Text”。8:单选按钮(Radio Button)，又称无线按 钮，它由一个标注字符串（在“String” 属性 中设置）和字符串左侧的一个小圆圈组成。当它 被选择时，圆圈被填充一个黑点，且属性 “Value”的值为“1”；若未被选择，圆圈为空 ，属性的“Value”值为“0”。单选按钮一般用于在一组互斥的选项中选择 一项。为了确保互斥性，各单选按钮的回调程序 需要将其它各项的“Value”值设为“0”。单选按钮 “style”的属性的默认值是“Radio Button”。9： 弹出式菜单(Pop-up Menu)，向用户提出互斥的一 系列选项清单，用户可以选择其中的某一项。弹出式菜单 下拉式菜单，它不受菜单条的限制，可以位于图形窗口内 的任何位置。通常状态下，弹出式菜单以矩形的形式出现，矩形中 含有当前选择的选项，在选项右侧有一个向下的箭头来表 明该对象是一个弹出式菜单。当指针处在弹出式菜单的箭 头之上并按下鼠标时，出现所有选项。移动指针到不同的 选项，单击鼠标左键就选中了该选项，同时关闭弹出式菜 单，显示新的选项。选择一个选项后，弹出式菜单的“Value”属性值为该 选项的序号。弹出式菜单的“Style”属性的默认值是 “popupmenu”，在“string”属性中设置弹出式菜单的选 项字符串，在不同的选项之间用“|”分隔，类似于换行。：10：图文框(Panel)，图文框是填充的矩形区域。一般用来 把其它控件放入图文框中，组成一组。图文框本身没有回调程 序。注意只有用户界面控件可以在图文框中显示。由于图文框 是不透明的，因而定义图文框的顺序就很重要，必须先定义图 文框，然后定义放到图文框中的控件。因为先定义的对象先画 ，后定义的对象后画，后画的对象覆盖到先画的对象上。：静态文本框(text)，静态文本框用来显示文本字符串 ，该字符串内容由属性“string”确定。静态文本框之所以 称为“静态”，是因为文本不能被动态的修改，而只能通过 改变“String”属性来更改。静态文本框一般用于显示标记 、提示信息及当前值。静态文本框的“Style”属性的默认值 是“text”。：11:列表框(listbox)，列表框列出一些选项的清单， 并允许用户选择其中的一个或多个选项，一个或多个的模 式由Min和Max属性控制。Value 属性的值为被选中选项的 序号，同时也指示了选中选项的个数。当单击鼠标按钮选中该项后，Value属性的值被改变 ，释放鼠标按钮的时候Matlab执行列表框的回调程序。列表框的“Style”属性的默认值是“listbox”。:复选框(checkbox)，又称检查框，它由一个标注 字符串（在“String”属性中设置）和字符串左侧的一个 小方框所组成。选中时在方框内添加“”符号， “Value”属性值设为“1”；未选中时方框变空， “Value”属性值设为“0”。复选框一般用于表明选项的 状态或属性。12：滑动条(slider)，又称滚动条，包括三个部分，分别是滑动槽 ，表示取值范围；滑动槽内的滑块，代表滑动条的当前值；以及在滑动 条两端的箭头，用于改变滑动条的值。滑动条一般用于从一定的范围中取值。改变滑动条的值有三种方式 ，一种是用鼠标指针拖动滑块，在滑块位于期望位置后放开鼠标；另一 种是当指针处于滑块槽中但不在滑块上时，单击鼠标按钮，滑块沿该方 向移动一定距离，距离的大小在属性“SliderStep”中设置，缺省情况 下等于整个范围的10%；第三种方式是在滑块条的某一端用鼠标单击箭头 ，滑块沿着箭头的方向移动一定的距离，距离的大小在属性 “SliderStep”中设置，缺省情况下为整个范围的1%。 滑动条的“Style”属性的默认值是“slider”：按钮组（Button Group），放到按钮组中的多个单选按钮具有 排它性，但与按钮组外的单选按钮无关。制作界面时常常会遇到有几组 参数具有排它性的情况，即每一组中只能选择一种情况。此时，可以用 几组按钮组表示这几组参数，每一组单选按钮放到一个按钮组控件中。13图图7-3 带带有控件的图图形界面编辑编辑 器外观图观图三、几何位置排列工具14利用对象对齐工具，可以很方便地对对象设计编辑器中设计区内多个对象的位置 进行调整。从对象设计编辑器界面的工具栏上选择按钮，或者选择“Tools”菜单 下的“Align Objects.”选项，可以打开对象位置调整器，如图7-4所示：图图 7-4 排列工具栏栏外观图观图利用对象对齐工具，可以设置对象在垂直方向和水平方向上的对齐方式和间距 。选中多个对象后，可以方便地通过对象对齐工具进行调整。 上半部分为垂直方向调整控制区，下面为水平方向调整控制区。将在下节GUI的 向导设计中进一步熟悉排列工具的使用。15四、用属性编辑器设置控件属性利用对象属性编辑器，可以查看、修改和设置每个对象的属性值，在对象设计 编辑器界面工具栏上选择“View” 下的“Inspect Properties”选项，可以 打开对象属性编辑器。另外，在Matlab命令窗口的命令行输入inspect，也可 以打开对象属性编辑器。对象属性编辑器如图7-5所示：图图7-5 属性编辑编辑 器外观图观图16五、菜单编辑器 利用菜单编辑器，可以创建、设置、修改下拉式菜单和弹出式菜单。在 GUIDE中单击工具栏上的按钮，或者选择“Tools”菜单中的“Menu Editor”选项，打开菜单编辑器的界面，如图7-6所示：图图 7-6 菜单编辑单编辑 器界面图图GUIDE能够创建两种类型的菜单。一种是在图形窗口菜单栏中显示的菜 单栏菜单；另一种是当用户在图形对象上单击鼠标右键时产生的上下 文菜单。可以使用菜单编辑器来创建这两种类型的菜单。171创建菜单栏菜单 图7-6中左上角第一个按钮用于创建下拉式菜单。用户可以通过点击它来创建下拉 式主菜单；第二个按钮用于创建下拉式菜单的子菜单，在选中已经创建的下拉式 菜单后，可以单击这个按钮来创建选中的下拉式主菜单的子菜单。选中创建的某 个下拉式菜单后，菜单编辑器的右边就会出现显示该菜单的有关属性，用户可以 在这里设置、修改菜单的属性。图图 7-7 下拉式菜单创单创 建图图182 创建上下文菜单 利用菜单编辑器创建上下文菜单对象后，当用户在图形对象上单击鼠标右键时 ，上下文菜单会随之出现，这样可以根据上下文的具体内容修改图形对象的相 应属性，故菜单编辑器能够创建上下文菜单并将菜单与图形对象联系起来。图图7-8 上下文菜单创单创 建图图注意:在创建菜单之前要选择菜单编辑器的Context Menu标签界面。 19六、对象浏览器 利用对象浏览器，可查看当前所创建的图形对象。从对象设计编辑器界面的工 具栏上选择，或者选择“View”菜单下的“Object Browser”选项，可以打开 对象浏览器。图图 7-9 对对象浏览浏览 器20第二节 GUI向导设计GUI的向导设计，简单地说，就是利用GUI设计工具集实现多种控 制对象的设计。本节我们将通过实例实践其具体操作过程。 【例7-1】 设计一个带有三个按钮和一个坐标轴的图形用户界面，当用 鼠标点击三个按钮时，分别在坐标轴内画sphere，和membrane三个图 形。peaks 创建控件 前面我们已经建立了带有一个坐标轴和三个按钮控件的图形界面，这 里就不赘述了，如前图7-3所示。 设置控件对齐方式若控件排列不够整齐，当控件个数较少时，逐个调整尚可，但当控件 个数较多时，逐个调整将变得麻烦，费时，这时我们可以应用几何位 置排列工具对控件的位置进行调整。首先要将待调整的控件同时选中。选中方法有两种：一是按住 “Ctrl”键，用鼠标左键逐一点击要调整的控件；二是按住鼠标左键 进行拖拽框选，然后点击工具栏上的打开几何位置排列工具窗口，再 点击下面的，使得所选的控件左对齐，点击“确定”后，界面设计编 辑器效果如图7-10所示。21图图7-10 调调整空间间位置后的界面设计编辑设计编辑 器外观图观图22 设置控件属性 图7-10 共有三个按钮，且每个按钮行使相应的功能，在按钮上双击鼠标左键 可以打开按钮属性编辑器，如图7-11所示，该图的左侧是按钮的所有属性，右 侧是其属性值。图图7-11 按钮钮属性编辑编辑 器外观图观图23 编写回调程序 前三部的工作结束后，界面上的三个按钮就要行使其功能了。首先 ，点击菜单栏上的保存按钮进行文件的保存，此时，会弹出“save as”对话框，如图7-14所示，进行FIG文件保存，文件命名为myGUI 。图图 7-14 保存图图形界面的对话对话 框图图24同时，Matlab会