Matlab GUI理念与函数文件

GUI开发时，一般采用‘一前一后’双线制模式。所谓“一前”，即所见所得的这种界面布置，属于前端设计，用户通过鼠标拖拽控件，放置到预设的位置，调整好各个控件的大小即可。所谓“一后”，即指对各控件的操作、处置等引发的功能的具体实现，包括回调函数的定义等，属于后端设计。前端设计的是图像界面，保存成扩展名为fig的图形文件，后端设计的是函数，保存成扩展名为m的MATLAB文件。一前一后看似两个不同的层面，实际上是统一在一起的一个有机整体。

例如，将一个按钮拖到GUI的布局区域，用户可以使用鼠标对其大小、位置等各种属性进行所见所得的设计，双击该按钮，则会打开它的属性访问表，在属性表里，可以对它进行各种设置，比如背景设置、单位设置、标题、字体等各种属性的设置。假如我们想将这个按钮标题修改为“创建文件写入文字”，找到String选项，将文字进行修改，键入回车能立刻看到修改的效果，这里还将按钮的背景改为鲜艳的红色（如下图）。

设置完成后，若对设计布局满意，则可以将它保存到文件中，比如保存为MyButton.fig；一旦保存，MATLAB就会生成与这前端图形界面对应的后端函数文件，这些文件包括：

• function varargout = MyButton（varargin）

• function MyButton_OpeningFcn（hObject， eventdata， handles， varargin）

• function varargout = MyButton_OutputFcn（hObject， eventdata， handles）• function pushbutton1_Callback（hObject， eventdata， handles）

这四个函数文件是MATLAB自动生成的基本框架文件，它能支撑我们刚刚设计的GUI程序的运行，例如，用户点击工具栏中的绿色右向三角形，会生成我们设计的GUI，但只有一个按钮。并且可以被按下与弹起，但什么也做不了。

实际上，在MTALAB中，每个GUI编辑器产生的函数文件，都会包含这四个文件，其中和保存文件名称相同的函数称为主函数，如这里的MyButton函数。第二个是和界面启动相关的启动子函数，一般来讲，启动子函数是完整但不完善的函数，说它完整，是指从语法的角度看，它的确支持运行，没有任何语法问题；说它不完善，是指从功能的角度看，它并未完成什么功能，它要求GUI设计人员根据任务填入必要的代码。启动子函数在GUI所有组件建立之后，但在将这些组件显示到屏幕之前运行，主要用来为GUI的使用做好数据和界面的准备工作。该函数命名的规则是：主文件名_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)。第三个是输出子函数，该函数命名的规则是：主文件名_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)。第四个是回调子函数，打开代码段，常常具有如下的格式：

function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)

% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB

% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

其中，回调函数的名称为pushbuttonX_Callback。pushbutton即英文书写的按钮。MATLAB在创建控件的回调函数时，通常以控件名称英文名称回调函数的开始，之后紧跟着数字X，表示该类控件建立的先后顺序，具体到本例，pushbutton1是指建立了按钮控件，且编号为1，之后以下拉线连接固定的回调函数名称与输入参数列表。回调函数定义具体格式如下图所示。

用户也可以不使用默认的pushbuttonX而改为更有意义且易辨认的名称，这可通过修改该按钮的Tag属性实现，比如可以修改为File，则在保存时，会创建以File_Callback为函数名的回调函数。回调函数默认带有3个输入参数：第一输入参数hObject为本按钮的句柄；第二个输入参数eventdata是保留关键字，留给未来版本的MATLAB使用；第三个输入参数handles是一个结构变量，它保存着界面组件的所有句柄与用户数据，属于GUI数据变量。

整个函数除了第一行外，函数体全部为空，因为我们只是将按钮控件拖放到设计区，还未曾给它设定任务，自然只能是一个“什么也不干”的空回调函数。按习惯，需要将按钮的功能标示在按钮上，这可通过属性编辑进行修改。例如，我们希望这个按钮按下去后，会在后台创建一个文件并写入文字，则可将这个按钮的标题修改为“创建文件写入文字”，具体的修改效果已在下图中展示出来。

再回到回调函数。现在给回调函数添加一些代码，设定按钮按下后，将建立一个名为TestButton的文本文件，并在文件中写入一句话，则可以输入如下的代码：

fid= fopen('TestButton.txt','w');

fprintf(fid,'%s','This file is made by push button at ');

timeStamp =datestr(now ,31 );

fprintf(fid,'%s\n',timeStamp);

fclose(fid);

保存后，运行该GUI（工具栏中的绿色右向三角形），生成的GUI如下图所示；点击该按钮，则在该GUI工作路径下，可找到生成的文件。

按下按钮，实际上是发生了一个事件，对该事件的响应，或者说对该事件如何处置，回调函数则给予了回答。这实际上是面向对象编程的处理方式，用户只需记住按下按钮相当于调用了回调函数。在回调函数中，用户可以设定各种功能。比如，我们可设定打开Windows系统下的有道词典，假如Windows桌面上有有道词典的快捷方式，则可以通过查询该软件的属性（如下图），将“属性”界面下的“目标”内容作为系统命令，传递给MATLAB的系统函数system：

system（'C：\Users\MAZHAIPU\AppData\Local\Youdao\Dict\Application\YodaoDict.exe'）

则按下按钮时，会打开有道词典。

此时，完整的回调函数如下：

function File_Callback(hObject, eventdata, handles)

% hObject handle to File (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB

% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

fid= fopen('TestButton.txt','w');

fprintf(fid,'%s','This file is made by push button at ');

timeStamp =datestr(now ,31 );

fprintf(fid,'%s\n',timeStamp);

fclose(fid);

system('C:\Users\MAZHAIPU\AppData\Local\Youdao\Dict\Application\YodaoDict.exe')