MATLAB中GUI设计领悟

最近在给宝钢做一个基于MATLAB平台的操作界面，用到了有关GUI的东西。为此特地学习了一下有关知识，在论坛里逛来逛去，也没有发现非常有价值的东西，反而让自己更加的郁闷和烦乱，后来又狠下心来耐心的看了MATLAB的帮助文件，终于有所收获，特记录在案，以备查阅！

何谓界面？界面就像windows，就像mac，和操作系统一样，界面就是用于被我们操作而且又不用编程的东西。做界面，学GUI要知道你要做什么才能真正明白自己的思路。

首先，GUI中GUIDE就是能够把前台和后台分开来编辑的东西。所谓前台就是给啥也不懂的人做的，他啥也不用知道，只需要根据要求把数据输入，在前台上乱输一顿，最后一点击出来想要的东西就哦了的东西。所谓后台，就是给那些懂点的人做的，万一哪天你搞的界面坏了，总要有人来修吧，咋修？就要看后台的程序了。做GUI前，我们大都知道自己想要的界面长的啥样，那就是你的前台；后面我们就想啦，这前面的数该咋运算呀？那就是你后台。

其次，搞明白前台。搞明白，说起来容易做起来难。那就需要你把你要搞的项目大卸八块，比如我做某某系统的仿真。要明白至少以下几点：

      1. 啥系统。光仿真了，什么系统都不知道，仿啥呀仿。

      2. 多少个模块。你的系统有多少个模块串起来的？这关系到你做GUI的界面的多少

      3. 多少参量。数一数，最好要把系统的原理和方框图搞明白了

      4. 仿真什么。要明白自己要仿什么东西，结果是咋样的

      5. 考虑要用到GUI中的什么元件

      6. 分多少个界面把系统都包括了

      7. 要用你开发的界面的家伙用的电脑的分辨率。万一人家屏幕是800，600的你搞一个1280的给人家，不够拖鼠标的。

然后，搞明白后台。后台要明白实在是太困难了，还没做呢就想搞明白估计要去上培训班了。你就要说了，妈的，老子这俩月就要整出来，哪有空上课去呀。对了，现在都讲究速成，呵呵！哥们也是这样。这里边搞明白是说了解，不过你要是真搞通了更好。了解些什么呢？要了解前台那些元件都是跟谁连在一起的？在这里我稍微介绍一点。其实每一个GUI界面都会产生一个M文件，这个文件里面从一产生就会有几个大的功能，不细说，只有两个比较有用就是openfcn和outputfcn，前面那个是在一打开界面就执行的东西，后面那个事关闭的时候才执行的东西。这两个主要是实现预操作和数据输出用的。还有，你每添加一个元件在前台，后台就会产生相应的函数。你自己对比一下就知道了

好了，前期工作都准备完了，那我们就开始搞

1.按照自己的想法先把界面先弄好，就是先把前台弄出来。会摆积木么？会就能搞定这一步。无非就是从功能框里托出来放在自己看着顺眼的地方。

2.想想自己想在那个东西上加些东西，让别人一点击立马有程序运行。想好了以后就在那个元件上右键找callback，打开的是后台函数文件，把你要实现的功能写在里面。怎么编函数自己去学吧。

3.前台后台都写完了，封装一下，你的东西就搞完了。

 

 

这里边有一个非常巨大的问题，那就是数据传递的问题。这个界面的数据想也能在另外一个界面用。这个问题是在是个大问题，因为GUI就三个问题，一个是前台设计，一个是后台编程，然后就是这个问题了，它主要是负责前台和后台，后台和后台，前台和前台串联的东西。没有它你整的那玩意儿就啥也不是。

说了半天到底咋传递呀~！ 下面系统的介绍一个数据传递的问题

论坛里有大哥总结是这样的：

 1。运用gui本身的varain{}、varaout{}传递参数（注：这种方式仅适用与gui间传递数据，且只适合与主子结构，及从主gui调用子gui，然后关掉子gui，而不适合递进结构，即一步一步实现的方式）

              输入参数传递：
比如子GUI的名称为subGUI, 设想的参数输入输出为：[out1, out2] = subGUI(in1, in2)
在subGUI的m文件中（由GUIDE自动产生）：
1.第一行的形式为：function varargout = subGUI(varargin)
该行不用做任何修改；varargin 和 varargout 分别是一个可变长度的cell数组(MATLAB帮助文件中有说明)。输入参数in1和in2保存在varargin中，输出参数out1，out2包含在varargout中；
2.在subGUI的OpeningFcn中，读入参数，并用guidata保存，即：
handles.in1 = varargin{1};
handles.in2 = varargin{2};
guidata(hObject, handles);
返回参数的设置：
1. 在GUI子程序的OpeningFcn函数的结尾加上uiwait(handles.figure1); figure1是subGUI的Tag；
2. subGUI中控制程序结束（如"OK”和"Cancel"按钮）的callback末尾加上uiresume(handles.figure1)，不要将delete命令放在这些callback中；
3. 在子GUI的OutputFcn中设置要传递出去的参数，如 varargout{1} = handles.out1；varargout{2} = handles.out2;末尾添加 delete(handles.figure1); 结束程序。
在GUI的OpenFcn中，如果不加uiwait， 程序会直接运行到下面，执行OutputFcn。也就是说程序一运行，返回值就确定了，再在其它部分对handles.output作更改也没有效果了。
加上uiwait后，只有执行了uiresume后，才会继续执行到OutputFcn，在此之前用户有充分的时间设置返回值。
通过以上设置以后，就可以通过 [out1, out2] = subGUI(in1, in2) 的形式调用该子程序。
在一个GUI中调用另一个GUI时，主GUI不需要特别的设置，同调用普通的函数一样。在打开子GUI界面的同时，主程序还可以响应其它的控件。不需要担心子GUI的返回值被传错了地方。

        2. 运用global定义全局变量传递参数（适用于gui内控件间以及不同gui间）

          这种方式恐怕是最简单的方式，是很省心！但是但是，简单的问题就在于有时你会很头疼！因为在每一个要到该全局变量的地方，你都要添一句gloal x，还有就是如果你在一个地方修改了
   x的值，那么所有x的值就都变了！有的时候恐怕会出现紊乱。另一个更重要的问题在于，套用C++的一句话，全局变量破坏了程序的封装性！所以，全局变量是能少用尽量少用。
            

      3. 运用UserData传递参数（gui内）
     直接通过对象的userdata属性进行各个callback之间的数据存取操作。首先必须将数据存储到一个特定的对象中，假设对象的句柄值为ui_handle,需要存储的值为value,则输入以下程序即可：

   set('ui_handle','UserData',Value);

    此时，value数据就存在句柄值为ui_handle的对象内，在执行的过程中若要取回变量可以通过以下方式在任意callback中获取该数据值 ：

    value=get(''ui_handle,'UserData');

    虽然使用这种方法简单 ，但是每个对象仅能存取一个变量值，因此当同一对象存储两次变量时 ，先前的变量值就会被覆盖掉，因此都用UserData存储简单与单一的数据。如下面有两个gui函数，   myloadfn加载mydata.mat文件，该文件内存储XYData变量，其值为m*2的绘图矩阵，加载后将该变量值存储到 当前的窗口的UserData属性中。另一个myplotfcn函数则是用以获取该UserData属性中存   取的绘图数据，然后绘图。代码如下：

    function myloadfcn
    load mydata;
   set(gcbf,'UserData',XYdata)

   function myplotfcn
   XYdata=get(gcbf,'UserData');
   x=XYData(:,1);
   y=XYData(:,2);
   plot(x,y);

    4.应用setappdata\getappdata与rmappdata函数(gui间和gui内，推荐使用）
使用上面三个函数最有弹性处理数据的传送问题，与UserData的方式相类似，但是克服UserData的缺点，使一个对象能存取多个变量值。
(1)getappdata函数
VALUE＝getappdata(H,NAME)
(2)setappdata函数
setappdata(H,NAME,VALUE)
(3)rmappdata
rmappdata(H,NAME)
首先在matlab命令窗口输入magic(3)数据，因此当前的工作空间就存储了magic(3)这组数据了，然后建立一个按钮来获取并显示magic(3)数据
>>A=magic(3);
>>setappdata(gcf,'A','A');%save
>>uicontrol(‘String’,'显示矩阵A'，'callback','A=getappdata(gcf,'A')');

当在主子gui内调用时，可以如下设置
   fig1调用fig2时，使用fig2指令来打开fig2,
在fig2的m文件中，在回调函数中用setappdata(fig1,'A',A)实现返回fig1，并将参数A传递给fig1
然后在fig1的使用A的地方添加A=getappdata（fig1，‘A’）。
但这种方式的一个问题就是没调用一次，fig1的数据就得初始化一次，这是因为setappdata(fig1,'A',A)中出现了fig1，调用一次setappdata就得运行一次fig1的缘故，解决方案就是把
setappdata(fig1,'A',A)改为setappdata(0,'A',A)，这样把A读入matlab workspace，相当于一个全局变量了，但当然比直接用global定义全局变量好！

    5.结合handles和guidata函数（gui内，不推荐使用，经常出现问题，比如在handles中添加了变量对象Y后可能就会挤掉handles另外一个对象）
   他的使用格式如下，如果你在pushbutton1中得到一个变量X，相传出去，那么在pushbutton1的callback中，在得到X后添加如下代码：
            handles.X=X;
            guidata(hObject,handles)(注意，一定是两行连写）
   在pushbutton2中要用到X是，在其callback先添加  X=handles.X； 即可得到X的值。


    6. 运用save和load（importdata）传递参数(gui内和gui间）
    将某变量x的值先存到磁盘，用的时候在调用。格式如下：save('*.mat','x'）；用的时候就用load('*.mat'),但这样只是把x读到了matlab workspace，不会用显示，你还要再去查看这个变量名,    然后才能用，建议使用p=importdata('*.mat'),p是一个结构体，可以随意使用了。当然，这种方式涉及到磁盘读写，速度当然会有影响的，一般情况不用，通常用在保存以及导入某个变量时！

 

 

个人觉得很乱，其实最实用的只有几个，那就是 save load跟varargin两个。下面解释一下

1.你的东西如果是个工程，很多界面，又要跟外界有数据交流，作为整体来看，你就要读取数据，那就要用到save load。还有这些界面之间的操作都是基于工作空间里的数据的，比如你有三个界面a b c，你想在a里面调用c的东西，可是c就没打开过，那c的数据就没有进入到工作空间中，也就是没有，你用上面的什么也好就是俩字，没用。对了，说错了，上面那哥们有个setappdata(fig1,'A',A)的方法，他那个也是要把c运行一遍要不就是存在工作空间里来弄，你要是想在不打开c的情况下搞定a和c的传递只能用save load命令

2.一个界面内，在一个界面里边，数据传啥传，这个吧那个吧，搞那么多没用的。你的每一个界面都像一个袋子，你在上边的所有数据都在袋子里，你想用啥就去拿就是了。说清楚点就是，每个界面都有唯一的句柄，这个句柄里面都是见面里面的参数。

3.两个界面之间。用varargin就好了，把这个界面的句柄传到那个界面去，就是把这个袋子放到别的袋子里面去，想取这个袋子里面的数，就直接取就好了，多方便

 

明天再接着说，今天累了！

接着上次写吧，估计偶然看到我上次没完成的博客的人都快骂我了，写了一半就走人了！今天继续，希望能给自己，也给偶然看到的同志们一点帮助。

我讲一下我做GUI时解决数据传递问题的方法吧

例如把a的数据传到b去

1. 在a中要打开b界面的元件的Callback里写

b('a', handles.figure);

其中b是子界面的名，a同理；handles.figure是要传出的数据，就是把a界面的句柄传出去。当然你的句柄值不是handles.figure那就换成自己的。

2.在b的openfcn中输入

handles.a = varargin{2};

这里varargin{2}就是a的句柄值，handles.a是b中的句柄a，这里a可以去随意名，自己知道里面存的是a界面的句柄值就行

3.然后在需要用到界面a里面的数的地方调取保存的句柄就可以了

如果多界面数据传递，只要是下个界面用上一个界面的数据就都可用这种方法，如果用其他界面的数据建议选择读取文件的方式，如果你的界面在三五个之内，怕读取文件影响速度，可以采用我上次博客中提到的那位大哥的方法，取其一即可。