实验八 图形用户界面设计

实验八图形用户界面(GUI)设计

（说明：本次实验在4学时内独立完成）

一、实验目的

1. 熟悉各种控件和界面菜单的制作。

2. 学会编写控件对象的回调程序（callback函数）。

3. 熟练使用GUI开发工具GUIDE设计用户界面。

二、实验预备知识

图形用户界面(Graphical User Interface，简称GUI) 是指由窗口、光标、按键、菜单、文字说明等对象构成的一个人与计算机的交互界面。用户通过一定的方法（如鼠标或键盘）选择、激活这些图形对象，使计算机产生某种动作或变化，比如实现计算、绘图等。GUI 的最重要组成是用户菜单(uimenu)和用户控件(uicontrol)。关于界面菜单，可以参考课件相关部分的介绍，这里主要介绍控件的类型、属性和制作方法。

1.用户控件的类型

控件是事件响应的图形对象。当某一事件发生时，应用程序会做出响应并执行某些预定的功能子程序（即回调函数Callback）。MATLAB中有10种不同类型的控件(下图)：

①单功能按钮(Push Button)；②单选按钮(Radio Button)；③双位按钮(Toggle Button)；

④复选框(Check Box)；⑤列表框(List Box)；⑥弹出框(Popup Menu)；⑦静态文本框

(Static Text)；⑧可编辑文本框(Edit Text)；⑨滑标或滚动条(Slider)；⑩框架(Frame)。这些控件大致可分为两种，一种为动作控件，鼠标点击这些控件时会产生

相应的响应；一种为静态控件，是不产生响应的控件，如静态文本框等。

表1给出了各种控件的描述。

2.用户控件的属性

每种控件都有一些可以设置的属性参数，用于表现控件的外形、功能

及效果。属性由两部分组成：属性名和属性值，它们必须是成对出现的。

用户可以在创建控件对象时，设定其属性值，未指定时将使用系统缺省值。

下面介绍部分较常用的控件属性：

●Tag取值为字符串，定义了控件的标识(标签)，在任何程序中都可

以通过这个标识控制该控件对象。

●Style表明控件对象的类型，取值为表1所列10种当中之一。

●String定义控件对象的标题或选项内容（即控件上用户想要显示的内容），取值为字符

串或数组。

●Units单位属性，取值可以是pixels, normalized(归一化), inches, centimeters或

points。GUI设计时经常使用归一化单位。

表1：各种控件的外形、特征及应用

●Position 指明控件的位置。其值是4元素向量[left bottom width height], 前2个指明控

件左下角在其父对象(一般是图形窗)左下角的位置，后两个指明控件的高度和宽度。这些值的单位由Units属性给出。

●Max 控件的最大值属性，其值为一标量，不同的控件类型有不同的最大值属性。默

认值是1。对于滑标(滚动条)，Max属性值定义了滑标的最大值；对于弹出式菜单，则定义了最大下标值；对于可编辑文本框，当Ma x－Min >1 时，可编辑多行文本。

●Min 控件的最小值属性，其值为一标量，不同的控件类型有不同的最小值属性。默

认值是0。对于滑标，Min属性值定义了滑标的最小值；对于弹出式菜单，则定义了最小下标值。

●Value控件的当前值属性，其值为一标量或向量，取决于控件类型。单选按钮以及复

选框被选中（on 态）时，其当前值属性Value的属性值应设定为Max属性的值（即该控件类型的最大值）；反之未被选中时（off态，默认），则Value属性设定为Min的属性值。对于滑标，其Value属性值的设置范围是[Min, Max]；对于弹出式菜单，把Value 值设置为1时，表示选中第一项，设置2则选中第二项，以此类推，反之，选中第一项，则弹出菜单的value值为1，......；文本对象和功能按钮无此属性。

●Callback回调属性，其值为字符串,可以是某个M文件名或一小段MATLAB语句，当

用户激活某个控件对象时，应用程序就运行该属性定义的子程序，使控件产生动作。后面将重点介绍callback程序的编写。

3.制作用户控件

用户控件通过使用命令uicontrol来制作，其使用格式为：

H=uicontrol(H_parent,’PN’,PV,…)

其中，H是用户控件的句柄，H_parent是其父对象句柄。PN,PV为(属性名，属性值)二元组，用来定义控件的属性。

例1：h1=uicontrol(gcf,'style','radio','string','斜体', 'units',...

'normalized','position',[0.6 0.4 0.1 0.05])；

% 用uicontrol指令在当前窗口创建一个单选按钮(radiobutton)

set(h1,’Value’,get(h1,’Max’)); % 单选按钮“斜体”默认为选中状态

h2=uicontrol(gcf,'style','slider','Max',2.02,'Min',0.02,...

'sliderstep',[0.01 0.05],'value',0.5,'units','normalized',...

'position',[0.6 0.48 0.2 0.05]);

%该语句创建了一个滑标，其中Max和Min属性的值决定了滑标表示的数值的上下限，即[0.02 2.02]。滑标的sliderstep属性是一个二元数组，第一个元素决定由两端箭头操纵滑动时的步长(微调)，本例为0.01×(2.02－0.02)；第二个元素决定游标操纵滑动时的步长(粗调)，本例为0.05×(2.02－0.02)。

h3=uicontrol(gcf,'style','text','string','当前滑标值=0.5',...

'units','normalized','position',[0.6 0.55 0.2 0.04]); %创建文本框set(h2,'callback',['z=get(gcbo,''value'');','set(h3,''string'', [''当前滑标值='',num2str(z)])']);

% 在文本框显示滑标当前值；gcbo 返回当前正在执行回调动作的对象(此处是h2)的句柄h_check1=uicontrol(gcf,'style','checkbox','string',...

'最大峰值','units','normalized','position',[0.6 0.32 0.2 0.04]);

h_check2=uicontrol(gcf,'style','checkbox','string',…

'上升时间(0->0.95)','units','normalized','position',...

[0.6 0.25 0.2 0.04]);% 创建2个复选框

程序运行结果如图所示，若只勾选第一个复选框“最大峰值”，则该控

件的当前值value等于最大值Max(=1)，第二个复选框的当前值value

值则等于最小值Min(=0)。在命令窗口输入get(h_check1,'value')

以及get(h_check2,'value')可以查看到两个复选框的当前值。

5.编写回调函数

设置控件之后，要想让控件产生动作，完成用户的意图就需要合

理设置控件的回调属性(callback)，把能完成用户意图的一条或几条

Matlab指令以字符串(i.e.加单引号对)的形式设置为callback的属性值，如例1中：set(h2,'callback',['z=get(gcbo,''value'');','set(h3,''string'', [''当前滑标值='',num2str(z)])']); % 单引号中的双引号代表单引号

滑标对象h2的callback属性值（单引号对中的内容）包含下列2条指令z=get(gcbo,'value');

set(h3,'string',['当前滑标值=',num2str(z)])；% 用[]构成字串矩阵

这两条指令的目的是把滑标选择的数值实时地在文本框h3中显示出来。第一条指令是获取