lab11-图形用户界面(GUI)设计
MATLAB-图形用户界面 GUI
第 8 章 图形用户界面GUI假如读者所从事的数据分析、解方程、计算结果可视工作比较单一，那么一般不会考虑图形用户界面（Graphical User Interfaces ，GUI ）的制作。
但是如果读者想向别人提供某种新的设计分析工具，想体现某种新的设计分析理念，想进行某种技术、方法的演示，那么图形用户界面也许是最好的选择之一。
MATLAB 本身提供了很多的图形用户界面，如sisotool “单输入单输出控制系统设计工具”、fdatool “滤波器设计和分析工具”等。
这些工具的出现不仅提高了设计和分析效率，而且改变原先的设计模式，引出了新的设计思想，改变了和正在改变着人们的设计、分析理念。
正是出于这种观察，作者将图形用户界面内容列入本教程。
本章由四个精心设计的算例组成。
这四个算例，一方面尽可能多地向读者展现构成GUI 的各种控件或组件，另方面借助算例中回调函数的编写较快地将读者引向GUI 制作的纵深。
本书作者相信：读者只要耐心地按照示例进行操作，便能在愉快感受GUI 成功制作的同时，事半功倍地掌握GUI 的制作技巧。
8.1 图形用户界面入门示例【例8.1-1】为演示归一化二阶系统121)(2++=s s s G ζ中阻尼比ζ对单位阶跃响应的影响，需要制作如图8.1-1所示的用户界面图8.1-11）图8.1-2 进入GUIDE开发环境的默认引导对话窗图8.1-3 默认的空白用户界面开发环境GUIDE 2）●●点选“轴Axes”图标；●点选“静态文本框Static Text”图标●点选“可编辑文本框Edit Text ”图标图8.1-4 3）界面组件的参数设置●用户界面窗的参数设置⏹，再点击界面编辑器工具条上的图标，图8.1-5 ●●●●图8.1-6 4）●点击工具条上的图标，●●●图8.1-7图8.1-85）●，点击HOME工具带NAVIGATE导航区上的Go To转至图标●●get(hObject,'String'); %zeta=str2double(get(hObject,'String')); %handles.t=0:0.05:15; %handles.y=step(tf(1,[1,2*zeta,1]),handles.t); %cla %line(handles.t,handles.y) %●●，再点击界面编辑器（或M文件编辑器）上的图标，图8.1-9图8.1-106）〖说明〗8.2 控件创建及应用示例本小节仍以算例为依托，详细讲述用户界面的创建步骤和注意要点。
开发Matlab图形用户界面的基本知识
开发Matlab图形用户界面的基本知识一、引言Matlab是一种功能强大的工具，广泛应用于科学计算、数据分析和工程设计等领域。
它提供了丰富的函数库和工具箱，能够满足不同领域的需求。
而开发Matlab图形用户界面（Graphical User Interface，简称GUI）则可以让用户更加方便地与程序交互。
二、GUI的概念及优势GUI是一种以图形方式展示程序界面的形式。
相比于传统的命令行方式，GUI具有以下优势：1.用户友好：GUI以可视化的方式呈现信息，用户无需记忆复杂的命令和参数，只需通过鼠标点击或输入简单的数据即可完成操作。
2.交互性强：GUI可以提供各种控件，比如按钮、文本框、下拉列表等，用户可以通过操作这些控件来实现与程序的交互。
3.功能强大：GUI可以结合Matlab的各种功能和工具箱，使得程序能够完成更加复杂的任务，满足不同领域的需求。
三、GUI的开发步骤1.界面设计：首先需要设计GUI的界面，确定需要哪些控件以及它们的位置和布局。
可以使用Matlab提供的GUIDE（GUI Development Environment）工具来进行界面设计。
2.控件设置：根据界面设计的结果，需要为每个控件设置属性和回调函数。
属性包括控件的位置、大小、颜色等，而回调函数则定义了控件的响应行为。
3.事件驱动：GUI的交互是通过事件驱动的方式实现的。
当用户操作某个控件时，会触发相应的事件，从而调用对应的回调函数执行相应操作。
4.数据传递：在GUI的开发过程中，通常需要进行数据的传递和处理。
可以通过全局变量、共享数据、回调函数传参等方式实现。
5.调试和优化：在开发完成后，需要对GUI进行调试和优化。
可以通过断点调试、查看变量值等方式来排查错误并提高程序的性能。
四、常用的GUI控件1.按钮（pushbutton）：用户可以通过点击按钮来触发某个事件或执行某个操作。
2.文本框（edit）：用户可以在文本框中输入文本或数据。
matlabGUI人机用户界面设计[6]
![matlabGUI人机用户界面设计[6]](https://img.taocdn.com/s3/m/3717f23424c52cc58bd63186bceb19e8b8f6ec99.png)
图7-18 对齐工具对话框
在界面之中还需要创建菜单，创建菜单能够经过菜单编辑器完毕。单击工具栏上旳菜单编辑器按钮，能够打开菜单编辑器对话框，在对话框中单击创建新菜单按钮，则能够创建新旳菜单，设置菜单属性如图7-20所示。
以空白界面类型为例，单击“OK”按钮，这时MATLAB将开启GUIDE旳图形界面，如图所示。
图 具有空白界面旳GUIDE图形界面
在GUIDE界面旳左侧为MATLAB旳控件面板，控件面板包括了能够在画布上绘制旳图形控件： (Push Button)、单项选择按钮(Toggle Button)、单项选择框(Radio Button)、复选框(Checkbox)、文本框(Edit Text)、静态文本框(Static Text)、滚动条(Slider)、组别框(Frame)、列表框(Listbox)、下拉框(Popup Menu)和坐标轴(Axes)。
2.1 GUIDE工具入门
使用图形句柄创建GUI旳过程繁琐，而且在程序编写好之前，顾客图形界面是不可见旳。所觉得了便于创建图形顾客界面，MATLAB提供了一种开发环境，能够帮助顾客创建图形顾客界面，这就是GUIDE——Graphic User Interface Development Environment。 在MATLAB中开启GUIDE旳措施： >>guide或者经过“Start”菜单项选择择“MATLAB”下旳“GUIDE”命令。
这时，将直接开启GUIDE Quick Start窗体，在这个窗体中，能够初步选择图形顾客界面旳类型，如图所示。
图 GUIDE旳迅速开启界面
在迅速开启界面中，能够选择四种类型旳新建界面：* 空白界面(Black GUI)。* 具有图形控件旳界面(GUI With Uicontrols)。* 具有菜单和坐标轴旳界面(GUI With Axes and Menu)。* 模式对话框(Modal Question Dialog)。
掌握和精通matlab之gui设计
图 11.1-3 添加了两个按键的图形界面
（4）输入阻尼比系数 ，可得单位阶跃响应曲线：
图 11.1-4 输入标量阻尼比所得到的响应曲线
图 11.1-5 输入阻尼比数组所得到的一组响应曲线
3
11.2 图形用户界面的设计原则和一般步骤
11.2.1 设计原则 11.2.2 一般制作步骤
11.3 界面菜单（uimenu）
5
图 11.3.3.1-2 通过顶层菜单 Test 形成的带分格的封闭坐标轴
（4）产生图 11.3.3.1-2 界面的 uimenu 的书写格式二：方括号续行号表示法 uimenu('Label','Test', ... 'Callback',['grid on,' , ... 'set(gca,''box'',''on'');'])
（5）产生图 11.3.3.1-2 界面的 uimenu 的书写格式三：串变量法 Lpv='Test'; Cpv=['grid on,','set(gca,''box'',''on''),']; uimenu('Label', Lpv, 'Callback' , Cpv) （6）产生图 11.3.3.1-2 界面的 uimenu 的书写格式四：构架表示法 bel='Test'; PS.Callback=['grid on;','set(gca,''box'',''on'');']; uimenu(PS)
第11章 MATLAB图形用户界面设计
2．控件对象的属性 ． MATLAB的10种控件对象使用相同的属性类型，但是 种控件对象使用相同的属性类型， 的 种控件对象使用相同的属性类型 这些属性对于不同类型的控件对象，其含义不尽相同。 这些属性对于不同类型的控件对象，其含义不尽相同。除 Children、Parent、Tag、Type、UserData、Visible等公 、 、 、 、 、 等公 共属性外，还有一些常用的特殊属性。 共属性外，还有一些常用的特殊属性。
通过顶层菜单Test形成的带分格的封闭坐标轴 图1 通过顶层菜单 形成的带分格的封闭坐标轴
11.1.3 快捷菜单 快捷菜单是用鼠标右键单击某对象时在屏幕上弹出的菜单。 快捷菜单是用鼠标右键单击某对象时在屏幕上弹出的菜单。 这种菜单出现的位置是不固定的， 这种菜单出现的位置是不固定的，而且总是和某个图形对 象相联系。 象相联系。在MATLAB中，可以使用 中 可以使用uicontextmenu函数 函数 和图形对象的UIContextMenu属性来建立快捷菜单，具体 属性来建立快捷菜单， 和图形对象的 属性来建立快捷菜单 步骤为： 步骤为： (1) 利用 利用uicontextmenu函数建立快捷菜单。 函数建立快捷菜单。 函数建立快捷菜单 (2) 利用 利用uimenu函数为快捷菜单建立菜单项。 函数为快捷菜单建立菜单项。 函数为快捷菜单建立菜单项 (3) 利用 函数将该快捷菜单和某图形对象联系起来。 利用set函数将该快捷菜单和某图形对象联系起来 函数将该快捷菜单和某图形对象联系起来。
uicontrol('style','frame',...%创建用户控件区 创建用户控件区 'position',[0.67,0.55,0.25,0.25]); uicontrol(‘style’,‘text’,... %创建静态文本框 创建静态文本框 'string','正斜体图名 正斜体图名:',... 正斜体图名 'position',[0.68,0.77,0.18,0.1],... 'horizontal','left'); hr1=uicontrol(gcf,‘style’,‘radio’,... %创建“无线电”选择按 创建“ 创建 无线电” 键 'string','正体 正体',... %按键功能的文字标识 正体 按键功能的文字标识'正体 正体 按键功能的文字标识 正体' 'position',[0.7,0.69,0.15,0.08]); %按键位置 按键位置 set(hr1,‘value’,get(hr1,‘Max’)); %因图名缺省使用正体，所以小圆圈应被点黑 因图名缺省使用正体， 因图名缺省使用正体 set(hr1,'callback',[... 'set(hr1,''value'',get(hr1,''max'')),',...%选中将小圆圈点黑 选中将小圆圈点黑 'set(hr2,''value'',get(hr2,''min'')),',...%将"互斥 选项点白 互斥"选项点白 将 互斥 'set(htitle,''fontangle'',''normal''),',... %使图名字体正体显示 使图名字体正体显示 ]);
matlabgui界面设计课程设计
matlab gui界面设计 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解MATLAB GUI界面设计的基本概念，掌握相关函数和工具的使用；2. 学习MATLAB GUI界面设计的原则和方法，能够独立设计并实现简单的GUI界面；3. 掌握在GUI界面中添加控件、布局和事件处理的方法，实现人机交互功能。
技能目标：1. 培养学生运用MATLAB进行GUI界面设计的能力，提高编程实践技能；2. 培养学生分析问题、解决问题的能力，学会将实际问题转化为GUI界面设计需求；3. 培养学生团队合作和沟通能力，能够在团队中协同完成界面设计任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机编程和界面设计的兴趣，培养主动学习和积极探索的精神；2. 培养学生严谨、细致的工作态度，注重界面设计的实用性和美观性；3. 增强学生的创新意识，鼓励尝试新方法，培养解决实际问题的自信心。
课程性质：本课程为实践性较强的选修课程，旨在让学生在掌握MATLAB编程基础的前提下，学会GUI界面设计的方法和应用。
学生特点：学生具备一定的MATLAB编程基础，对计算机编程和界面设计有一定兴趣，希望提高自己的实践能力和创新能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，关注学生个体差异，提供有针对性的指导，确保学生能够达到课程目标。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. MATLAB GUI设计基础：- 界面设计原理与概念- GUI工具箱的介绍与使用- 控件的基本属性、方法及其应用2. GUI界面布局与设计：- 界面布局原则与技巧- 常用布局控件的设置与调整- 界面美化与优化方法3. 事件处理与交互功能实现：- 事件处理机制与编程- 常用事件类型及其应用- GUI界面中函数的编写与调用4. 实例分析与动手实践：- 分析典型GUI界面设计案例- 指导学生动手设计简单的GUI界面- 针对不同需求，实现相应的交互功能5. 课程总结与拓展：- 总结MATLAB GUI界面设计的基本方法和技巧- 探讨GUI界面设计在实际应用中的拓展- 鼓励学生进行创新性设计与实践教学内容依据教材章节进行组织，注重理论与实践相结合，循序渐进地引导学生掌握GUI界面设计的相关知识。
matlab-GUI-操作讲义-图形用户界面设计
可以用图示的方式显示在一个范围内数值的 大概值范围，用户可以移动滚动条改变数值。
将一组控件围在框架中，用于装饰界面。
显示下拉文字列表，用户可以从列表中选择 一项和多项。
相当于文本框和列表框的组合，用户可以从 下拉列表中选择。
用于绘制坐标轴。
7.2.3 控件的使用（续）
实用文档
7.2.5 回调函数
实现GUI的基本机制是对控件的属性编程。在设 计界面中选定需要编写回调函数的对象，然后选 择菜单”View”－“Object Callbacks”,就会出现4个 子菜单，都是用来编写回调函数的。
当选择各选单项时，MATLAB会提醒用户保存设 计的界面，然后打开M文件编辑器/调试器，可看 到机器自动生成了一个函数文件，用户即可在该 文件中带%－－标记的行填写回调指令，其余指 令用户不必也不能更改。
下属性值：
Fontsize 0.351
%字体大小
FontUnits normaliszed 位，缩放时保持字体比例
%采用相对度量单
HorizontalAlignment Center %文字中心对齐
String 符
系统阻尼比
%显示在界面上的字
Tag
edit_text
%生成
handles.edit_text域存放静态文本句柄
guide FN
在工作台中打开文件名为FN
的用户界面
注意：在guide指令作用下，待打开实的用文文档件名不分字母的大小写。
7.2 图形用户界面设计（续）
打开的GUI启动界面提供新建界面（Create New GUI）和打开已有界面文件（Open Existing GUI） 的属性页。新建界面可以选择空白界面、包含 有控件的模板界面、包含有轴对象和菜单的模 板界面、标准询问窗口等选项。
经典MATLAB图形用户界面设计
使用场景
按钮适用于需要用户进行选择或确认的操作， 例如开始、停止、重置等。
属性设置
可以设置按钮的文本、大小、位置、样式等 属性。
事件处理
当用户点击按钮时，会触发相应的事件，可 以通过编写回调函数来处理该事件文本信息。
属性设置
可以设置文本框的长度、宽度、字体、颜色等属性。
事件处理
当用户滑动滑块时，会触发相应的事件，可以通过编写回调函数来处理该事件。
下拉菜单
功能描述
下拉菜单用于显示多个选项供用户选择。
属性设置
可以设置下拉菜单的选项、默认选项 等属性。
使用场景
适用于需要提供多个选项供用户选择 的场景，如文件打开、保存等。
事件处理
当用户选择下拉菜单中的某个选项时， 会触发相应的事件，可以通过编写回 调函数来处理该事件。
添加事件处理函数
为每个按钮添加事件处 理函数，实现点击按钮 后执行相应的计算操作。
显示结果
在GUI界面上添加一个文 本框，用于显示计算结 果。
保存和运行
保存GUI文件，并运行程 序，测试计算器功能是 否正常。
设计一个数据可视化GUI
加载和预处理数据
使用Matlab的函数加载数据， 并进行必要的预处理。
表格
功能描述
表格用于显示和编辑二维数 据表格。
使用场景
适用于需要展示和编辑大量 数据的场景，如数据统计、 数据分析等。
属性设置
事件处理
可以设置表格的行数、列数、 单元格内容、样式等属性。
当用户编辑表格中的数据时， 会触发相应的事件，可以通 过编写回调函数来处理该事 件。
04
高级GUI设计技巧
使用布局管理器
化的界面设计和代码生成功 能。
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实验11 图形用户界面（GUI）设计
一、实验目的
●掌握容器、组件的概念；
●熟悉常用容器Frame、Panel等的使用；
●熟悉常用组件Label、Button、TextField、TextArea、List、Choice、
Checkbox等的使用。
●掌握常用布局管理器的使用；
●掌握下拉式菜单(一级、二级)的设计——创建菜单条、菜单、菜单项对
象，并进行正确的装配；
●掌握Font类及Color类
二、实验要求
●熟练掌握Frame、Panel的用法
●熟练掌握常用组件的使用
●熟练掌握布局管理器的使用
●掌握下拉式菜单的使用
三、实验环境
●Eclipse IDE或者MyEclipse IDE
四、考查知识点
1.AWT核心概念：组件、容器和布局管理器
组件--Component
组件是一个可以以图形化的方式显示在屏幕上并能与用户进行交互的对象，例如一个按钮，一个标签等。
组件不能独立地显示出来，必须将组件放在一定的容器中才可以显示出来,是Java的图形用户界面的最基本组成部分。
容器—Container
容器(Container)也是一个类，实际上是Component的子类，因此，容器本身也是一个组件，具有组件的所有性质，但是它的主要功能是容纳其它组件和容器。
布局管理器--LayoutManager
布局管理器（LayoutManager）：每个容器都有一个布局管理器，当容器需要对某个组件进行定位或判断其大小尺寸时，就会调用其对应的布局管理器。
2.Swing概述
Swing是第二代GUI开发工具
Swing：又称为轻量级组件，它是Java的改进版本，是第二代GUI开发工具;
AWT采用了与特定平台相关的实现，而绝大多数Swing组件却不是，Swing 组件显示不依赖于本地对等组件；
Swing是构筑在AWT上层的一组GUI组件的集合，为保证可移植性，它完全用Java语言编写；
与AWT相比，Swing提供了更完整的组件，引入了许多新的特性和能力。
3.可视化Java界面设计
Java使用纯代码来设计GUI效率比较低下，可以通过第三方插件来实现即写即见即所得界面设计，就是类似微软Visual Studio的程序开
发模式。
Visual Editor是一个开源的eclipse编辑器。
它同JDT、PDE等其
它eclipse的工具项目一样，是一个全新的eclipse工具项目。
它可以
进行可视化的编辑java GUI程序，也能编辑可视化的Java Bean组件。
它能与eclipse的Java Editor集成在一起，当在Visual Editor中编
辑图形界面时，会立即反馈到java Editor中的代码。
反之亦然。
VE是一个可视化开发的一个framework，当前版本的VE是1.5版，
本版本的VE支持Swing和AWT的可视Java组件开发。
五、实验内容和步骤
第一部分基础训练
1.问题描述：编写一个英汉小词典的查询界面。
2.结果展示：
3.实现步骤：
（1）创建一个DictionaryGui类，生成main方法，然后创建窗口，再设置窗口标题和字体，字体为普通“宋体”，15磅；设置窗口的前景色为：blue，背景色为：lightGray。
（2）创建一个面板，再创建一个标签“输入单词”，一个文本框（文本框长度为20），三个按钮，分别为“查询”，“前一单词”，“后一单词”；然
后将标签、文本框、三个按钮添加到面板中；
（3）把上述面板添加到窗口中，位置为北面：“North”(窗口的默认布局管理器为BorderLayout);
（4）再创建一个多行文本区域，并设置为只读状态；
（5）将上述多行文本区域放置到窗口的中央位置：Center；
（6）调用窗口的pack()和setVisible()，设置其大小和可见性。
（7）运行程序，查看结果。
4.重难点提示
窗口、面板和布局管理器之间的关系。
5.建议完成时间
30分钟完成上述任务。
第二部分场景应用-拓展提高
1.问题描述
根据GUI相关知识，编程实现一个简单的用户登录界面。
不考虑事件的处理（下节课处理），只实现界面。
2.结果展示
3.实现步骤
（1）编写LoginFrame类，该类继承Frame，并生成main方法。
（2）在LoginFrame类下定义2个label，2个输入文本，2个按钮。
（3）编写LoginFrame类的构造函数，构造函数要求初始化标题为“用户登录窗口”，设置布局管理器为3行1列的网格布局管理器，然后创建3
个panel，第一个panel中添加用户名标签和用户输入文本框（长度20），第二个panel中添加密码和密码输入文本框（长度20），并设置密码以“*”
显示，第三个panel中添加提交和重置按钮。
最后把3个panel添加到
LoginFrame中，并设置自适应和可见性。
（4）在main方法中创建LoginFrame对象并运行查看结果。
4.重难点提示
Frame、Panel和网格布局管理器的应用。
5.建议完成时间
30分钟完成上述任务。
六、视频详解
七、实验总结
1.理解AWT组件、容器和布局管理器之间的关系并能够熟练使用。
2.熟悉Swing组件、容器、对话框和菜单的使用。
3.会使用可视化编辑器进行图形用户界面设计开发。