MATLAB（1）

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前言

之前经常用MATLAB，却不小心停留在了舒适区，连基本的调试方法都没有掌握。本文主要是对MATLAB程序调试中的一般方法进行总结，也是自己学习的记录。全文大致分为三个段落：

　　1）代码内调试；

　　2）断点调试方法；

　　3）指令调试方法；

本文主要为个人学习总结，并借鉴了前人的经验，相应链接在最后一并附上。

一、代码内调试

　　A-打印变量

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z=hilbert(testdata');                   % 希尔伯特变换 a=abs(z)                                    % 包络线 fnor=instfreq(z);                       % 瞬时频率

　　上面的代码，如果希望检查a是否正常：去掉末尾的分号；，即可在Command Window查看到对应的输出信息，特别是当变量出现在function时，如果不输出，则在Workspace中无法直接查看，此时该操作较方便。

　　B-局部执行

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z=hilbert(testdata');                   % 希尔伯特变换 a=abs(z);                               % 包络线 fnor=instfreq(z);                       % 瞬时频率

　　如果希望对某一部分代码，进行调试，则完全没有必要每次都从头运行，这时局部执行较方便。仍是这段代码，如果希望仅仅执行高亮部分，则箭头选中并按F9，此时程序仅仅运行高亮部分，可利用这个方法调试局部代码。

　　C-配合绘图（该操作可以配合以下各类方法使用）

　　图形比数据更易于观察，在调试过程中打开Workspace中的变量（快捷键：Crtl + D），然后选择plot，即可根据需求对数据进行绘图，便于观察特性：

例如选择需要观察的数据，分别选择bar以及surf指令，即可绘制对应图形：

是不是也算方便？

二、断点调试方法

调试代码最经典的就是利用设置断点的方法，此处给出对应快捷键：

• F12：设置/取消 断点
• F10：单步执行
• F11：单步执行，且碰到function跳入函数内执行，F10则不会跳入，这是二者的明显区别
• Shift + F11:跳入function之后，通过该指令推出function
• F5：执行相邻两次断点见的所有指令，如：断点在for循环中，则F5一次，循环执行一次
• Shift + F5：退出断点调试

三、指令调试方法

　　A-keyboard +(return)

　　经常碰到一些情况，如：矩阵相乘A*B时（假设A已知，B需要运算得出），矩阵B的size难以确定，是用A*B还是A'*B难以确定，可不可以先计算B，运算完之后观察B的特性，再确定用A还是A‘？keyboard可以解决这个问题。

　　keyboard顾名思义，就是键盘的意思，即：把控制权交给键盘。执行程序的过程中，把控制权交给键盘，如何再重新返回程序呢？因此：

keyboard 与 return

通常联合使用。如执行：

1	max_eig = max( eig(G'*pinv(F)*G) );  %此处难以确定，还是max_eig = max( eig(G*pinv(F)*G') )

1	P_tmp = real(m+1 - max_eig);

　　但难以确定G还是G’,利用keyboard则可以修改为：

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keyboard P_tmp = real(m+1 - max_eig);

　　在进入K>> 之后，此时已经可以观察F、G的size，因此在Command Windows输入：

1 2	max_eig = max( eig(G'*pinv(F)*G) ); return;

　　即可保证程序顺利执行。

　　B-try + (catch) +end

　　我们知道，matlab的代码是按行执行的，如果碰到错误行，则程序中断。try..catch可以使得可能出错的代码不影响后面代码的继续执行，也可以检查，排查，解决程序的一些错误，增强代码的鲁棒性和可靠性。

• try ... end

try...end用于尝试运行一段也许可能出错的代码，比如：

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m = rand(3,4);  n = magic(5); try     a = m*n;     disp(a) end disp(m)

　　这段代码里面，a = m*n运行会出错，不满足矩阵乘法的原则。所以，a = m*n和disp(a)不执行，但后面的disp(m)亦然会执行。

• try...catch...end

try...catch...end用于检查错误，如

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m = rand(3,4); n = magic(5); try      a = m*n;      disp(a) catch      disp(size(m))      disp(size(n)) end disp(m)

　　这里面，当程序碰到 a = m*n;错误后，就会跳转到catch里面的语句，继续执行，有点类似于if...else...end。

　　C-dbstop

• dbstop if error

在程序执行前输入：

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dbstop if error %================以下为main部分================= ....%略

　　如果运行出现错误，matlab会自动停在出错的那行，并且保存所有相关变量。真心好用。

• dbstop in file

　　在.m文件中,插入dbstop in file指令，如下面这段程序，我们在其中加入了dbstop in VMD,其中VMD是一个function：

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load './data/Gdpyear.mat' data=data-mean(data);%去均值,即数据中心化 dbstop in VMD t=linspace(1992.0,2016.5,length(data)); %设定x轴 for st=1:9     K=st+1;     [u, u_hat, omega] = VMD(data, length(data), 0, K, 0, 1, 1e-5);     u=flipud(u);

　　效果如下：

即设置断点并运行至VMD程序内部，此时通过F10/F11/Shift F11等断点操作中的快捷键，即可进行调试，Command Windows输入dbquit即可退出。

• dbstop in file at location if expression

比如有myprogram.m, 如下:

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clear all; close all clc; x = ones(1,10); for n = 1:10 　　x(n) = x(n) + 1; end

　设置一个断点在 n >= 4时(对应程序位置为第6行),然后再运行程序:

1 2	dbstop in myprogram at 6 if n>=4; myprogram;

　　这时有:

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6   x(n) = x(n) + 1; K>> Type dbquit to exit debug mode.

　　可见，dbstop比断点设置更加智能，控制起来更为方便。补充一句：

1	dbstop in file at location   %在指定行设置断点

　　此时与F12等价。

所有dbstop，可配合return或者dbstop使用；

　　return:返回；

　　dbstop:停止

调试完成，需要清除所有断点：

• 清除所有M文件的所有断点

在Command Windows输入：

1	dbclear all

• 清除文件名为mfile的文件的所有断点

在Command Windows输入：

1	dbclear all in mfile:

• 其他dbstop相关（前文所述，已满足基本Debug，此处列出其他操作，不再展开介绍，供感兴趣的朋友阅读）：

（1）设置断点：

* dbstop in mfile:在文件名为mfile的M文件第一个可执行语句前设断点；
* dbstop in mfile at lineno:在mfile的第lineno行设断点；
* dbstop in mfile at subfun:当程序执行到子程序subfun时，暂时中止执行，并设断点；
* dbstop if error:遇到错误时，终止M文件运行，并停在错误行（不包括try...catch语句中检测到的的错误，不能在错误后重新开始运行）；
* dbstop if all error:遇到任何类型错误均停止（包括try...catch语句中检测到的的错误）；
* dbstop if warning:程序可恢复运行；
* dbstop if caught error:当try...catch检测到运行时间错误是，停止M文件执行，可恢复运行；
* dbstop if naninf 或 dbstop if infnan

（2）断点清除：

* dbclear all:清除所有M文件中的所有断点；
* dbclear all in mfile:清除文件名为mfile的文件中的所有断点；
* dbclear in mfile:清除文件名为mfile中第一个可执行语句前的断点；
* dbclear in mfile at lineno:
* dbclear in mfile at subfun:
* dbclear if error/warning/naninf/infnan:

（3）恢复运行：

* dbcount:从断点处恢复程序的执行，直到下一个断点或错误后返回Matlab基本工作空间；

（4）执行一行或多行语句：

* dbstep：执行下一个可执行语句；
* dbstep nlines：执行下nlines行可执行语句；
* dbstep in：执行下一行可执行语句，如有子函数，进入；
* dbstep out：执行函数剩余部分，离开函数时停止；
* 注：这四种都返回调试模式，如遇断点，中止；