Matlab程序单步调试方法及样例分析.doc

Matlab程序单步调试方法及样例分析 王若楠，田野，马玉峰，刘立士 （沈阳理工大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110159） 摘要：针对单步调试法在程序调试中的重要作用，引用了一个具体的样例，进行Matlab程序单步调试法的分析并逐步检验，根据运行结果与实际计算结果的比较，验证了该方法在程序调试中的重要地位，并且该实验结果还可以应用于复杂的算法验证中，具有很大的实用意义。 关键词：程序调试；系统质量；运行结果；计算结果；单步调试法 ：TN92?34：A：1004?373X（xx）15?0139?03 ：xx?01?31 基金项目：本项目获辽宁“百千万人才工程”培养经费资助（xx921044） 0引言 Matlab（MatrixLaboratory）作为一种高效的科学及工程计算语言，广泛地应用于数学分析、自动控制、系统仿真、人工智能等领域1?5。 在Matlab应用中，程序调试是保证系统质量的关键步骤6?7，其主要目的是发现程序中的错误并及时纠正。目前主要有直接调试和单步调试两种方法。直接调试法主要应用于简单的Matlab程序，如程序设计中的流程控制问题；当M文件很大或者M文件中含有复杂的嵌套时，则需要单步调试法对程序进行调试，文献8采用单步调试法验证信号处理指标和实时性是否满足要求，文献9针对现场故障，采用继电保护应用软件仿真验证系统，进行单步跟踪调试，准确判断装置保护程序逻辑正确性。 上述研究只是应用了单步调试方法，并没有提到具体的调试步骤。因此，本文针对具体的样例，进行了Matlab环境下程序的单步调试，该样例可为复杂的Matlab程序设计提供依据和参考。 1单步调试法 程序调试中常见的错误有以下三种：拼写错误、语法错误与逻辑错误1，Matlab会在程序运行出错的时候提示是哪一行出现问题，但却不能确定导致出错的是哪一行，或者在运行过程中没有报错，但是得出的结果却是不符合逻辑的。在这些情况下就需要单步调试解决问题。单步调式法具体可以由以下几个步骤完成： （1）设置断点； （2）程序运行到断点时步进； （3）在断点处查看所调试的变量是否与逻辑值相符； （4）Stepin，进入子程序，查看运行情况； （5）在子程序中步进或者直接跳出进入主程序。 2样例分析 将式（1）代入样例公式得： 其中： 仿真参数z设置为1，以x=1为例，使用单步调试法测试程序的正确性。图1为该公式的主程序示意图。 程序中的s1(1,x)和s2(1,x)分别对应公式中的y1和y2。首先设置断点，如图2所示。 运行完这一步后，跳出子程序，回到主程序，此时程序的各参数运行结果如图4所示。 此时，将z=1,x=1与n=1代入式（3），得出此时y1的累加结果如图6所示。 此时，将z=1,x=1与n=2代入式（3），得出此时y1的累加结果如图8所示。 此结果与上述程序运行结果相符，可以表明该主程序的第一部分是正确的。 继续设置断点，如图9所示。 单步运行程序，当运行完一次后，各参数运行结果如图10所示。 将z=1,x=1与n=11代入式（4），得出此时y2的累加结果如图11所示。 将z=1，x=1与n=12代入式（4），此时y2的累加结果如图13所示。 此结果与上述程序运行结果相符，可以表明该主程序的第二部分是正确的。 综合上述的分析，该程序的第一部分及第二部分对于每次累加后y1和y2的结果都是正确的，所以，其编写是正确的。因此，该样例成功运用单步调试法完成了本程序的测试，为后续大数量数据的运行提供了基础。 3结论 通过以上实例的分析，验证了单步调试法在程序测试中的重要作用。通过此方法，程序员可以通过Matlab搭建系统模型，利用Matlab软件本身的计算优势，在程序编译过程中快速找到错误所在，提高编写程序的效率，还可以应用于复杂的算法测控中，具有很强的实用价值。 注：本文通讯作者为田野。 参考文献 1许波，刘征.Matlab工程数学应用M.北京：清华大学出版社，2000. 2王向东，戎海武，文翰.数学实验M.北京：高等教育出版社，xx. 3薛定宇，陈阳泉.高等应用数学问题的Matlab求解M.北京：清华大学出版社，xx. 4黄忠霖.控制系统Matlab计算机仿真M.北京：国防工业出版社，xx. 5姜启源，邢文训，谢金星，等.大学数学实验M.北京：清华大学出版社，xx. 6李建新，刘乃安，刘继.现代通信系统分析与仿真M.西安：西安电子科技大学出版社，xx. 7刘志俭.Matlab应用接口用户指南M.北京：科学出版社，2000. 8刘春.伪码调相中断连续波雷达信号处理系统的设计与实现D.南京：南京理工大学，xx. 9朱宁，吴崇昊，李志坚，等.一种继电保护应用软件仿真验证系统的设计J.电力自动化设备，xx，32（6）：140?144. 10毛用才，胡奇英.随机过程M.西安：西安电子科技大学出版社，xx. 作者简介：王若楠（1989），女，山东德州人，研究生。主要研究方向为高速移动无线信号处