第7章MATLAB图形用户界面设计.ppt

4.5低层绘图操作,4.5.1图形对象及其句柄1.图形对象MATLAB把构成图形的各个基本要素称为图形对象。这些对象包括计算机屏幕、图形窗口(Figure)、坐标轴(Axes)、用户菜单(Uimenu)、用户控件(Uicontrol)、曲线(Line)、曲面(Surface)、文字(Text)、图像(image)、光源(Light)、区域块(Patch)和方框(Rectangle)。系统将每一个对象按树型结构组织起来。每个图形对象都可以被独立地操作。,2.图形对象句柄MATLAB在创建每一个图形对象时，都为该对象分配唯一的一个值，称其为图形对象句柄(Handle)。句柄是图形对象的唯一标识符。MATLAB提供了3个用于获取已有图形对象句柄的函数：gcf获取当前图形窗口的句柄(getcurrentfigure)。gca获取当前坐标轴的句柄(getcurrentaxis)。gco获取最近被单击的图形对象的句柄(getcurrentobject)。,4.5.2图形对象属性1.属性名与属性值MATLAB给每种对象的每一个属性规定了一个名字，称为属性名，而属性名的取值成为属性值。例如，LineStyle是曲线对象的一个属性名，它的值决定着线型，取值可以是-、:、-.、-或none。2.属性的操作设置对象属性set函数的调用格式为：set(句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)获取对象属性的属性值get函数的调用格式为：V=get(句柄，属性名),4.5.3图形对象的创建1.图形窗口对象建立图形窗口对象使用figure函数。调用该函数的命令形式为：句柄变量=figure(属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)MATLAB为每个图形窗口提供了很多属性。这些属性及其取值控制着图形窗口对象。除公共属性外，其他常用属性：MenuBar属性、Name属性、Position属性、Color属性等。,例4.25建立一个图形窗口。该图形窗口没有菜单条，标题名称为“图形窗口示例”，起始于屏幕左下角、宽度和高度分别为300像素点和150像素点，背景颜色为绿色，且当用户从键盘按下任意一个键时，将显示“Hello,KeyboardKeyPressed.”字样。命令如下：hf=figure(Color,0,1,0,Position,1,1,300,150,.Name,图形窗口示例,NumberTitle,off,MenuBar,none,.KeyPressFcn,disp(Hello,KeyboardKeyPressed.);,例4.26分别在4个不同的图形窗口绘制出正弦、余弦、正切、余切曲线。要求先建立一个图形窗口并绘图，然后每关闭一个再建立下一个，直到建立第4个窗口并绘图。程序如下：x=linspace(0,2*pi,60);y=sin(x);z=cos(x);t=tan(x);ct=1./(t+eps);%命令组待用C4=figure(Name,cotangent(x),NumberTitle,.off);plot(x,ct);axis(0,2*pi,-40,40);C3=figure(Name,tangent(x),DeleteFcn,C4,.NumberTitle,off);plot(x,t);axis(0,2*pi,-40,40);C2=figure(Name,cos(x),DeleteFcn,C3,.NumberTitle,off);plot(x,z);axis(0,2*pi,-1,1);%先创建1个图形窗口并绘制曲线figure(Name,sin(x),DeleteFcn,C2,NumberTitle,off);plot(x,y);axis(0,2*pi,-1,1);,2.坐标轴对象建立坐标轴对象使用axes函数，调用它的命令形式为：句柄变量=axes(属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)MATLAB为每个坐标轴对象提供了很多属性。除公共属性外，还有其他常用属性。,例4.27利用坐标轴对象实现图形窗口的任意分割。程序如下：clf;%清图形窗口x=linspace(0,2*pi,20);y=sin(x);axes(Posi,0.2,0.2,0.2,0.7);plot(y,x);title(sin(x)-1);axes(Posi,0.4,0.5,0.2,0.1);stairs(x,y);title(sin(x)-2);axes(Posi,0.55,0.6,0.25,0.3);stem(x,y);title(sin(x)-3);axes(Posi,0.55,0.2,0.25,0.3);stem(x,y);title(sin(x)-4);,3.曲线对象建立曲线对象使用line函数，调用它的命令形式为：句柄变量=line(x,y,z,属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)其中，对x，y，z的解释与高层曲线函数plot和plot3等一样，其余的解释与前面介绍过的figure和axes函数类似。每个曲线对象也具有很多属性。除公共属性外，还有其他常用属性。,4.文字对象使用text函数可以根据指定位置和属性值添加文字说明，并保存句柄。调用该函数的命令形式为：句柄变量=text(x,y,z,说明文字,属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)其中,说明文字中除使用标准的ASCII字符外，还可使用LATEX格式的控制字符。除公共属性外，文字对象还有其他常用属性。,例4.28利用曲线对象完成例4.5。程序如下：x=(0:pi/100:2*pi);y1=2*exp(-0.5*x)*1,-1;y2=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);x1=(0:12)/2;y3=2*exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1);line(x,y1,LineStyle,:,color,g);line(x,y2,LineStyle,-,color,b);line(x1,y3,LineStyle,none,Marker,p,color,r);title(曲线及其包络线);xlabel(independentvariableX);ylabel(independentvariableY);text(2.8,0.55,2e-0.5x,FontSize,12);text(0.45,0.55,y=2e-0.5xsin(2pix),FontSize,12);text(1.4,0.1,离散数据点);legend(包络线,包络线,曲线y,离散数据点),5.曲面对象建立曲面对象使用surface函数，调用它的命令形式为：句柄变量=surface(x,y,z,属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)其中对x,y,z的解释与高层曲面函数mesh和surf等一样，其余的解释与前面介绍过的figure和axes等函数类似。每个曲面对象也具有很多属性。除公共属性外，还有其他常用属性。,例4.29利用曲面对象绘制三维曲面z=sin(y)cos(x)。程序如下：x=0:0.1:2*pi;x,y=meshgrid(x);z=sin(y).*cos(x);axes(view,-37.5,30);hs=surface(x,y,z,FaceColor,w,EdgeColor,flat);gridon;xlabel(x-axis),ylabel(y-axis),zlabel(z-axis);title(mesh-surf);pause;set(hs,FaceColor,flat);,第7章MATLAB图形用户界面设计,7.1菜单设计7.2对话框设计7.3用户界面设计工具,7.1菜单设计,7.1.1用户菜单的建立建立一级菜单项的函数调用形式为：一级菜单项句柄=uimenu(图形窗口句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)建立子菜单项的函数调用形式为：子菜单项句柄=uimenu(一级菜单项句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，),例如：hm=uimenu(gcf,Label,File);hm1=uimenu(hm,Label,Save);hm2=uimenu(hm,Label,Saveas);,7.1.2菜单对象常用属性菜单对象具有Children、Parent、Tag、Type、UserData、Visible等公共属性。除公共属性外，还有一些常用的特殊属性。,例7.1建立“图形演示系统”菜单。菜单条中含有3个菜单项：Plot、Option和Quit。Plot中有SineWave和CosineWave两个子菜单项，分别控制在本图形窗口画出正弦和余弦曲线。Option菜单项的内容如图7.1所示。其中Gridon和Gridoff控制给坐标轴加网格线，Boxon和Boxoff控制给坐标轴加边框，而且这4项只有在画有曲线时才是可选的。FigureColor控制图形窗口背景颜色。Quit控制是否退出系统。,程序如下：screen=get(0,ScreenSize);W=screen(3);H=screen(4);figure(Color,1,1,1,Position,0.2*H,0.2*H,0.6*W,0.4*H,.Name,图形演示系统,NumberTitle,off,MenuBar,none);%定义Plot菜单项hplot=uimenu(gcf,Label,%定义Option菜单项hoption=uimenu(gcf,Label,7.1.3快捷菜单在MATLAB中，可以使用uicontextmenu函数和图形对象的UIContextMenu属性来建立快捷菜单，具体步骤为：(1)利用uicontextmenu函数建立快捷菜单。(2)利用uimenu函数为快捷菜单建立菜单项。(3)利用set函数将该快捷菜单和某图形对象联系起来。,例7.2绘制曲线y=2e-0.5xsin(2x)，并建立一个与之相联系的快捷菜单，用以控制曲线的线型和曲线宽度。程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);hl=plot(x,y);hc=uicontextmenu;%建立快捷菜单hls=uimenu(hc,Label,线型);%建立菜单项hlw=uimenu(hc,Label,线宽);uimenu(hls,Label,虚线,Call,set(hl,LineStyle,:););uimenu(hls,Label,实线,Call,set(hl,LineStyle,-););uimenu(hlw,Label,加宽,Call,set(hl,LineWidth,2););uimenu(hlw,Label,变细,Call,set(hl,LineWidth,0.5););set(hl,UIContextMenu,hc);%将快捷菜单和曲线对象联系起来,7.2对话框设计,7.2.1对话框的控件(1)按钮(PushButton)。(2)双位按钮(ToggleButton)。(3)单选按钮(RadioButton)。(4)复选框(CheckBox)。(5)列表框(ListBox)。(6)弹出框(PopupMenu)。(7)编辑框(EditBox)。(8)滑动条(Slider)。(9)静态文本(StaticText)。(10)边框(Frame)。,7.2.2对话框的设计1.建立控件对象MATLAB提供了用于建立控件对象的函数uicontrol，其调用格式为：对象句柄=uicontrol(图形窗口句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)其中各个属性名及可取的值和前面介绍的uimenu函数相似，但也不尽相同，下面将介绍一些常用的属性。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等公共属性外，还有一些常用的特殊属性。,例7.3建立数制转换对话框。在左边输入一个十进制整数和216之间的数，单击“转换”按钮能在右边得到十进制数所对应的216进制字符串，单击“退出”按钮退出对话框。程序如下：hf=figure(Color,0,1,1,Position,100,200,400,200,.Name,数制转换,NumberTitle,off,MenuBar,none);uicontrol(hf,Style,Text,Units,normalized,.Position,0.05,0.8,0.45,0.1,Horizontal,center,.String,输入框,Back,0,1,1);uicontrol(hf,Style,Text,Position,0.5,0.8,0.45,0.1,.Units,normalized,Horizontal,center,.String,输出框,Back,0,1,1);uicontrol(hf,Style,Frame,Position,0.04,0.33,0.45,0.45,.Units,normalized,Back,1,1,0);uicontrol(hf,Style,Text,Position,0.05,0.6,0.25,0.1,.Units,normalized,Horizontal,center,.String,十进制数,Back,1,1,0);,uicontrol(hf,Style,Text,Position,0.05,0.4,0.25,0.1,.Units,normalized,Horizontal,center,.String,216进制,Back,1,1,0);he1=uicontrol(hf,Style,Edit,Position,0.25,0.6,0.2,0.1,.Units,normalized,Back,0,1,0);he2=uicontrol(hf,Style,Edit,Position,0.25,0.4,0.2,0.1,.Units,normalized,Back,0,1,0);uicontrol(hf,Style,Frame,Position,0.52,0.33,0.45,0.45,.Units,normalized,Back,1,1,0);ht=uicontrol(hf,Style,Text,Position,0.6,0.5,0.3,0.1,.Units,normalized,Horizontal,center,Back,0,1,0);COMM=n=str2num(get(he1,String);,b=str2num(get(he2,String);,.dec=trdec(n,b);,set(ht,string,dec);uicontrol(hf,Style,Push,Position,0.18,0.1,0.2,0.12,.String,转换,Units,normalized,Call,COMM);uicontrol(hf,Style,Push,Position,0.65,0.1,0.2,0.12,.String,退出,Units,normalized,Call,close(hf);,程序调用了trdec.m函数文件，该函数的作用是将任意十进制整数转换为216进制字符串。trdec.m函数文件如下：functiondec=trdec(n,b)ch1=0123456789ABCDEF;%十六进制的16个符号k=1;whilen=0%不断除某进制基数取余直到商为0p(k)=rem(n,b);n=fix(n/b);k=k+1;endk=k-1;strdec=;whilek=1%形成某进制数的字符串kb=p(k);strdec=strcat(strdec,ch1(kb+1:kb+1);k=k-1;enddec=strdec;,例7.4建立图形演示对话框。在编辑框输入绘图命令，单击“绘图”按钮能在左边坐标轴得到所对应的图形，弹出框提供色图控制，列表框提供坐标网格线和坐标边框控制。程序如下：clf;set(gcf,Unit,normalized,Position,0.2,0.3,0.65,0.35);set(gcf,Menubar,none,Name,图形演示,NumberTitle,off);axes(Position,0.05,0.15,0.55,0.7);uicontrol(gcf,Style,text,Unit,normalized,.Posi,0.63,0.85,0.2,0.1,String,输入绘图命令,Horizontal,center);hedit=uicontrol(gcf,Style,edit,Unit,normalized,Posi,0.63,0.15,0.2,0.68,.Max,2);%Max取2，使Max-Min1，从而允许多行输入hpopup=uicontrol(gcf,Style,popup,Unit,normalized,.Posi,0.85,0.8,0.15,0.15,String,Spring|Summer|Autumn|Winter);hlist=uicontrol(gcf,Style,list,Unit,normalized,.Posi,0.85,0.55,0.15,0.25,String,Gridon|Gridoff|Boxon|Boxoff);hpush1=uicontrol(gcf,S