第四章 MATLAB计算可视化与GUI设计(1)

在Matlab中使用GUI设计用户界面引言Graphical User Interface (GUI) 是现代计算机软件中常用的一种类型用户界面，它通过图形化的形式提供了直观、易用的操作方式。

Matlab作为一种功能强大的数值计算软件，也提供了丰富的GUI设计工具，使得用户可以通过简单的拖拽和设置，快速地创建出美观实用的用户界面。

本文将介绍在Matlab中使用GUI设计用户界面的基本原理和步骤，并结合实例演示具体操作。

一、Matlab中的GUI设计工具Matlab提供了几种常用的GUI设计工具，包括GUIDE（GUI Development Environment）和App Designer。

GUIDE是Matlab较早期的一个GUI设计工具，提供了可视化的编辑界面，方便用户进行界面布局和交互事件的设置。

而App Designer是Matlab较新推出的GUI设计工具，相比GUIDE具有更加丰富的功能和更好的可视化编辑体验。

在本文中，我们将以App Designer为例来介绍Matlab中的GUI设计过程。

二、创建GUI应用程序在Matlab的主界面中，点击"APPS"菜单，选择"App Designer"打开App Designer界面，然后点击"Create App"按钮创建一个新的GUI应用程序。

在弹出的对话框中输入应用程序的名称并设置保存位置，点击"Create"按钮即可创建一个空的GUI应用程序。

三、设计用户界面在App Designer中，可以通过拖拽和调整控件来设计用户界面。

常用的控件包括按钮、文本框、下拉菜单、滑块等，用户可以根据需求自由选择和排列这些控件。

同时，还可以设置控件的属性，如大小、颜色、字体等，以及添加交互事件，如按下按钮后执行的操作。

四、设置控件属性和交互事件在设计好用户界面后，需要为每个控件设置相应的属性和交互事件。

(1)利用Matlab的图形用户界面（GUI）功能，设计并实现实验主界面；(2) 实现在“符号计算”图形用户界面中的各项符号计算功能，如实现Matlab的求极限、求导、求不定积分与定积分、级数求和、方程组的符号求解、常微分方程的符号求解等符号计算；(3) 利用Matlab的二维、三维绘图功能，实现图形用户界面（GUI）中的部分符号计算的可视化，即给出符号计算实例的同时实现该实例的图形化描述。

如下图给出了一个简单的GUI界面，学生可以参考如下图设计出自己的GUI界面。

程序如下：hf=figure('Position',[200,200,700,500],...'Name','信计08（2）班阿卜杜热黑木20080803417', ...'NumberTitle','off','MenuBar','none');uicontrol(hf,'Style','Frame','Position',[0,0.15,0.45,1],...'Units','normalized','Back',[0,1,1]);COMM1=['n=str2num(get(he1,''String''));', ...%求导连接'b=sym(get(he7,''String''));',...'dec=diff(b,n);', ...'set(he8,''string'',char(dec));'];COMM2=['a=str2num(get(he2,''String''));', ...%求极限连接'f=sym(get(he7,''String''));',...'lim=limit(f,a);', ...'set(he8,''string'',char(lim));'];COMM3=['g=sym(get(he7,''String''));',... %不定积分连接'int_1=int(g);', ...'set(he8,''string'',char(int_1));'];COMM4=['a=str2num(get(he3,''String''));', ... %级数求和连接'b=str2num(get(he5,''String''));', ...'f=sym(get(he7,''String''));',...'sum_1=symsum(f,a,b);', ...'set(he8,''string'',char(sum_1));'];COMM5=['a=str2num(get(he4,''String''));', ... %定积分连接'b=str2num(get(he6,''String''));', ...'f=sym(get(he7,''String''));',...'int_2=int(f,a,b);', ...'set(he8,''string'',char(int_2));'];COMM6=['f=get(he7,''String'');',...'dsolve_1=dsolve(f,''x'');', ...'set(he8,''string'',char(dsolve_1));'];COMM7=['f=get(he7,''String'');',...'ezplot(f);'];COMM8=['g=get(he8,''String'');',...'ezplot(g);'];uicontrol(hf,'Style','Push','Position',[0.02,0.9,0.11,0.06],...'String','求导','Units','normalized','Call',COMM1); uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.17,0.85,0.08,0.1],...'Units','normalized','Horizontal','center',...'String','阶数','Back',[0,1,1]);he1=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.25,0.9,0.15,0.06],...'Units','normalized','Back',[0,1,0]);uicontrol(hf,'Style','Push','Position',[0.02,0.72,0.13,0.06],...'String','求极限','Units','normalized','Call',COMM2);uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.17,0.67,0.08,0.1],...'Units','normalized','Horizontal','center',...'String','极限点','Back',[0,1,1]);he2=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.25,0.72,0.15,0.06],...'Units','normalized','Back',[0,1,0]);uicontrol(hf,'Style','Push','Position',[0.02,0.58,0.13,0.06],...'String','不定积分','Units','normalized','Call',COMM3);uicontrol(hf,'Style','Push','Position',[0.02,0.45,0.13,0.06],...'String','级数求和','Units','normalized','Call',COMM4);uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.31,0.44,0.06,0.06],...'Units','normalized','Horizontal','center',...'String','上限','Back',[0,1,1]);he5=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.38,0.45,0.06,0.06],...'Units','normalized','Back',[0,1,0]);uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.17,0.44,0.06,0.06],...'Units','normalized','Horizontal','center',...'String','下限','Back',[0,1,1]);he3=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.24,0.45,0.06,0.06],...'Units','normalized','Back',[0,1,0]);uicontrol(hf,'Style','Push','Position',[0.02,0.32,0.13,0.06],...'String','求定积分','Units','normalized','Call',COMM5);uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.31,0.31,0.06,0.06],...'Units','normalized','Horizontal','center',...'String','上限','Back',[0,1,1]);he6=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.38,0.32,0.06,0.06],...'Units','normalized','Back',[0,1,0]);uicontrol(hf,'Style','Text','Position',[0.17,0.3,0.08,0.06],...'Units','normalized','Horizontal','center',...'String','下限','Back',[0,1,1]);he4=uicontrol(hf,'Style','Edit','Position',[0.24,0.32,0.06,0.06],...'Units','normalized','Back',[0,1,0]);uicontrol(hf,'Style','Push','Position',[0.02,0.2,0.16,0.06],...'String','解微分方程','Units','normalized','Call',COMM6);uicontrol(hf,'Style','text','Position',[0.48,0.9,0.13,0.06],...'String','原函数','Units','normalized');he7=uicontrol(hf,'Style','edit','Position',[0.65,0.9,0.30,0.06],...'String','','Units','normalized','Back',[0,1,0]);uicontrol(hf,'Style','text','Position',[0.48,0.77,0.13,0.06],...'String','结果函数','Units','normalized');he8=uicontrol(hf,'Style','text','Position',[0.65,0.77,0.30,0.06],...'String','','Units','normalized','Back',[0,1,0]);h_axes=axes('position',[0.55,0.2,0.4,0.5]);uicontrol(hf,'Style','push','Position',[0.58,0.02,0.13,0.06],...'String','初始绘图','Units','normalized','call',COMM7);uicontrol(hf,'Style','push','Position',[0.80,0.02,0.13,0.06],...'String','结果绘图','Units','normalized','call',COMM8);uicontrol(hf,'Style','Push','Position',[0.02,0.02,0.08,0.06],...'String','退出','Units','normalized','Call', 'close');。

实验四 MATLAB GUI设计一．预备知识点1. 图形用户界面（GUI）是用户与计算机程序之间的交互方式，是用户与计算机进行信息交流的方式。

计算机在屏幕显示图形和文本，若有扬声器还可产生声音。

用户通过输入设备，如：键盘、鼠标、跟踪球、绘制板或麦克风，与计算机通讯。

用户界面设定了如何观看和如何感知计算机、操作系统或应用程序。

通常，多是根据悦目的结构和用户界面功能的有效性来选择计算机或程序。

图形用户界面或GUI是包含图形对象，如：窗口、图标、菜单和文本的用户界面。

以某种方式选择或激活这些对象，通常引起动作或发生变化。

最常见的激活方法是用鼠标或其它点击设备去控制屏幕上的鼠标指针的运动。

按下鼠标按钮，标志着对象的选择或其它动作。

2.对“句柄图形”的理解是设计和实现GUI的先决条件。

由图形命令生成的每一事物是一个图形对象。

图形对象不仅包括uimenu和uicontrol对象，而且还包括图形、坐标轴和他们的子对象。

让我们从另一个角度来看这一层次结构。

计算机的屏幕本身是根结点，图形是根对象的子对象，坐标轴，uimenu ，uicontrol是图形的子对象。

根可以包括多个图形，每个图形含有一组或多组坐标轴以及其子对象，每个图形也可以有一个或多个与坐标轴无关的uimenu和uicontrol。

虽然uicontrol对象无子对象结点，但他们确实具有多种类型。

uimenu对象常将其它的uimenu对象作为其子对象。

3. MATLAB的图形用户界面设计实际上是一种面向对象的设计方法。

假设想建立一个图形界面来显示和处理二维图形的颜色、线型及数据点的图标。

要求其基本功能是：（1）建立一个主坐标系，用来显示要绘制的二维图形；（2）建立一个列表框，允许用户选择不同的着色方法；（3）建立一组按扭，用于处理二维图形线型和数据点的图标；（4）为图形界面加入菜单项，用于决定坐标轴是否显示及坐标轴上是否需要网格；（A）最初图形界面的设想如下图所示：（B）根据上面的设想，下面我们就来制作它的图形用户界面：首先，我们先来看其图形窗口的设置。

Matlab中的GUI设计技巧和实现方法一、引言Matlab作为一款功能强大的科学计算软件，其GUI设计技巧和实现方法十分重要。

本文将介绍一些常用的GUI设计技巧和实现方法，并结合实际案例进行分析和讲解，旨在为读者提供一些参考和帮助。

二、Matlab中的GUI设计基础在开始GUI设计之前，需要先了解Matlab中的一些基础知识和概念。

Matlab 提供了一种称为GUIDE（Graphical User Interface Development Environment）的工具，可以帮助用户快速创建GUI界面。

通过GUIDE，用户可以方便地添加各种组件，如按钮、文本框、下拉列表等，并为这些组件添加相应的回调函数。

三、GUI界面的布局和美化1. 布局在设计GUI界面时，布局是一个很重要的方面。

合理的布局可以提高用户的使用体验。

Matlab中的GUI界面布局可以通过使用容器组件来实现，如面板（uipanel）和网格布局管理器（gridbaglayoutmanager）。

面板可以将相关的组件放在一起，网格布局管理器可以帮助用户实现自动布局。

2. 美化为了让GUI界面更加美观和易于使用，可以通过一些美化技巧来改善界面的外观。

例如可以使用颜色、字体和图标等元素来增加界面的可读性和吸引力。

此外，还可以使用一些动画效果来增强用户体验。

四、用户交互和数据处理1. 用户交互GUI界面的设计目的是提供给用户与程序进行交互的方式，因此用户交互十分重要。

可以通过一些交互方式来实现用户的操作，如按钮或菜单等。

同时，还可以使用一些交互控件，如滑块、复选框和下拉列表等，来帮助用户进行选择和输入。

2. 数据处理用户在GUI界面中输入的数据通常需要进行处理。

Matlab提供了丰富的数学和数据处理函数来处理各种数据。

通过编写相应的回调函数，可以实现对输入数据的处理和计算，并将结果显示在界面上。

五、实例分析：基于Matlab的图像处理应用为了更好地理解和应用GUI设计技巧和实现方法，我们以基于Matlab的图像处理应用为例进行实例分析。

p345subplot(2,2,1)t1=0:0.1:2;y1=sin(2*pi*t1);plot(t1,y1);title('y=sin(2\pit)')练习：subplot(2,2,2)t2=0:0.1:2;y2=[exp(-t2);exp(-2*t2);exp(-3*t2)]; plot(t2,y2)axis([0 2 -0.2 1.2]);title('y=e-t,y=e-2t,y=e-3t')练习：subplot(2,2,3);t3=[0 1 1 2 2 3 4]; y3=[0 0 2 2 0 0 0]; plot(t3,y3);axis([0 4 -0.5 3]); title('脉冲信号')练习：subplot(2,2,4);t4=0:0.1:2*pi;plot(sin(t4),cos(t4));axis([-1.2 1.2 -1.2 1.2]);axis equal;title('圆')练习：P346x=0:0.1:20;zeta=0y1=1-1/sqrt(1-zeta^2)*exp(-zeta*x).*sin(sqrt( 1-zeta^2)*x+acos(zeta));plot(x,y1)zeta=0.3;y2=1-1/sqrt(1-zeta^2)*exp(-zeta*x).*sin(sqrt( 1-zeta^2)*x+acos(zeta));hold onplot(x,y2,'r:')zeta=0.5;y3=1-1/sqrt(1-zeta^2)*exp(-zeta*x).*sin(sqrt( 1-zeta^2)*x+acos(zeta));plot(x,y3,'g*')zeta=0.707;y4=1-1/sqrt(1-zeta^2)*exp(-zeta*x).*sin(sqrt( 1-zeta^2)*x+acos(zeta));plot(x,y4,'m-')title('二阶系统曲线')legend('\zeta=0','\zeta=0.3','\zeta=0.5','\zeta=0. 707')grid ongtext('\zeta=0')gtext('\zeta=0.3')gtext('\zeta=0.5')gtext('\zeta=0.707')ginput(3)zeta =ans =2.6037 0.903513.1106 2.00294.2166 1.0380P347h_fig=gcfh_axis=gcah_line1=gcoh_title=get(gca,'title')h_text2=findobj(h_fig,'string','\zeta=0.3') h_fig =1h_axis =151.0018h_line1 =1h_title =152.0018h_text2 =Empty matrix: 0-by-1set(h_line1,'linewidth',5)set(h_axis,'xgrid','off')set(gca,'ytick',[0 0.25 0.5 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0])set(h_title,'color','red','fontsize',13)set(h_text2,'color','red')??? Undefined function or variable 'h_axis'.P349x=0:0.1:20;y1=1-1/sqrt(1-zeta^2)*exp(-zeta*x).*sin(sqrt( 1-zeta^2)*x+acos(zeta));y2=1-1/sqrt(1-zeta^2)*exp(-zeta*x).*sin(sqrt( 1-zeta^2)*x+acos(zeta));y3=1-1/sqrt(1-zeta^2)*exp(-zeta*x).*sin(sqrt( 1-zeta^2)*x+acos(zeta));y4=1-1/sqrt(1-zeta^2)*exp(-zeta*x).*sin(sqrt( 1-zeta^2)*x+acos(zeta));y=[y1;y2;y3;y4];z=[ones(size(x))*0;ones(size(x))*0.3;ones(siz e(x))*0.5;ones(size(x))*0.707];plot(x,x,x,x)surf(x,x,x,x)??? Input argument "n" is undefined.Error in ==> zeta at 12Z = double(zeta(sym(n),sym(X)));P350x=0:0.3:2*pi;y=sin(x);subplot(2,2,1)bar(x,y,0.5)axis([0,2*pi,-1.2,1.2])subplot(2,2,2)fill(x,y,'r')subplot(2,2,3)stairs(x,y)subplot(2,2,4)stem(x,y)P350guide。

MATLAB的计算可视化和GUI设计一、实验目的和要求（1）熟练掌握MA TLAB二维曲线的绘制（2）熟练掌握图形的修饰（3）掌握三维图形的绘制（4）熟练掌握各种特殊图形的绘制（5）掌握句柄图形的概念（6）掌握GUI设计二、内容和步骤（1）绘制二维曲线plot命令是MA TLAB中用来绘制二维曲线的1个常用命令。

>>subplot(221)>>x1=0:0.1:2*pi;>>y1=sin(x1);>>plot(x1,y1)以上命令是把图形窗口分割成两行两列，在窗口1绘制y=sin（x）的曲线；>>subplot(222)>>x2=peaks;>>plot(x2)在窗口2中绘制49*49的矩阵x2的曲线；>>subplot(223)>>x3=[1 2 3];>>y3=[1 2 3;4 5 6];>>plot(x3,y3)在窗口3中绘制x，y的混合曲线；>>x4=[1 1 1;2 2 2];>>y4=[1 3 7;5 9 6];>>z=x4+i*y4;>>plot(z)在窗口4中绘制复向量的曲线。

如下图所示：在窗口2中添加图形的网格并添加文字“x2曲线”>>subplot(222)>>hidden off>>subplot(222)>>grid on>>title('x2曲线')在窗口1中增加y=cos(x)曲线，并用两种不同的线型来表示y=sin(x)和y=cos(x) >>plot(x1,y1,’.’)>>hold on>>y=cos(x1);>>plot(x1,y,’o’)>>legend('sin(x)','cos(x)',4) %添加图例>>xlabel('x') %横坐标轴名>>ylabel('y') %纵坐标轴名在窗口2中改变坐标比例，并去掉坐标框>>axis([0,50,-5,5])>>box off（2）绘制三维图形在MA TLAB中，用来绘制三维图形的命令是plot3，它的使用格式与二维绘图的plot命令相似。

基于matlab的gui设计报告当然，我很乐意帮助你完成这篇文章。

以下是按照你提供的格式完成的《基于Matlab的GUI设计报告》。

一、介绍1. 引言本报告将探讨基于Matlab的GUI设计，其中包括设计背景、目的和重要性。

2. Matlab简介在开始讨论GUI设计之前，先简要介绍一下Matlab。

Matlab是一种高级的计算机语言和环境，常用于数学计算、数据分析和可视化。

3. GUI设计概述介绍GUI（图形用户界面）设计的概念和重要性。

GUI设计可以提供用户友好的界面，使用户能够通过图形或图标与程序交互。

二、Matlab的GUI设计工具1. Guide工具Guide是Matlab的一个可视化工具，用于创建图形用户界面。

本节将介绍Guide 的基本功能和使用方法。

2. App Designer工具App Designer是Matlab新引入的GUI设计工具，相比Guide具有更强大的功能和更好的用户体验。

本节将介绍App Designer的特点和使用技巧。

3. Matlab的其他GUI工具除了Guide和App Designer，Matlab还提供了其他GUI设计工具，如uifigure 和uitab。

本节将概述这些工具的功能和用途。

三、GUI设计原则1. 界面布局和设计介绍如何合理安排界面布局，包括按钮、文本框、下拉菜单等组件的摆放位置和大小。

2. 用户交互探讨合理的用户交互方式，包括按钮点击、鼠标悬停等，以提供更好的用户体验和减少误操作。

3. 数据可视化介绍如何将计算结果以图表、图像等形式展示给用户，提高数据分析和可视化的效率。

四、案例分析1. GUI设计案例1：温度转换器以一个简单的温度转换器为例，展示如何使用Matlab的GUI设计工具创建一个实用的应用程序。

2. GUI设计案例2：图像处理工具以图像处理为应用场景，展示如何使用Matlab的GUI工具进行图像处理和显示。

3. GUI设计案例3：数据分析工具以数据分析为应用场景，展示如何使用Matlab的GUI工具进行数据可视化和分析。