Matlab 什么'；这是“什么？”；对",；组织GUI代码的方法？

我正在开发一个相当复杂的GUI程序，该程序将与MATLAB编译器一起部署。（有很好的理由使用MATLAB构建这个GUI，这不是问题的重点。我意识到GUI构建并不适合这种语言。）

有很多方法可以在GUI中的函数之间共享数据，甚至在应用程序中的GUI之间传递数据：

• setappdata/getappdata/____;appdata

  -将任意数据关联到句柄

• guidata

  -通常与指南一起使用；“存储或检索GUI数据”到句柄结构
• 对句柄对象的

  UserData

  属性应用

  set/get

  操作
• 在主函数中使用嵌套函数；基本上模拟“全局”范围变量
• 在子功能之间来回传递数据

我的代码的结构不是最漂亮的。现在我将引擎与前端分离（很好！），但是GUI代码非常像意大利面条。借用Android speak，这里有一个“活动”的框架：

function myGui

    fig = figure(...); 

    % h is a struct that contains handles to all the ui objects to be instantiated. My convention is to have the first field be the uicontrol type I'm instantiating. See draw_gui nested function

    h = struct([]);


    draw_gui;
    set_callbacks; % Basically a bunch of set(h.(...), 'Callback', @(src, event) callback) calls would occur here

    %% DRAW FUNCTIONS

    function draw_gui
        h.Panel.Panel1 = uipanel(...
            'Parent', fig, ...
            ...);

        h.Panel.Panel2 = uipanel(...
            'Parent', fig, ...
            ...);


        draw_panel1;
        draw_panel2;

        function draw_panel1
             h.Edit.Panel1.thing1 = uicontrol('Parent', h.Panel.Panel1, ...);
        end
        function draw_panel2
             h.Edit.Panel2.thing1 = uicontrol('Parent', h.Panel.Panel2, ...);
        end


    end

    %% CALLBACK FUNCTIONS
    % Setting/getting application data is done by set/getappdata(fig, 'Foo').
end

我以前编写的代码中没有嵌套任何内容，因此我在任何地方来回传递

h

（因为需要重新绘制、更新内容等）和

setappdata（图）

，以存储实际数据。无论如何，我一直在一个文件中保存一个“活动”，我相信这将是未来维护的噩梦。回调同时与应用程序数据和图形句柄对象交互，我认为这是必要的，但这阻止了代码库的两个“一半”的完全分离

因此，我在这里寻找一些组织/GUI设计帮助。即：

• 是否有我应该用来组织的目录结构？（回调与绘图函数？）
• 与GUI数据交互并将其与应用程序数据隔离的“正确方式”是什么？（当我提到GUI数据时，我指的是

  set/get

  ting句柄对象的属性）
• 我如何避免将所有这些绘图功能放在一个包含数千行的巨大文件中，并且仍然高效地来回传递应用程序和GUI数据？可能吗
• 持续使用

  set/getappdata

  是否会导致性能下降
• 我的后端代码（3个对象类和一堆助手函数）是否应该采用某种结构，以便从GUI的角度进行维护

我不是一名软件工程师，我只知道这很危险，所以我确信这些对于经验丰富的GUI开发人员来说是相当基本的问题（在任何语言中）。我几乎觉得MATLAB中缺少GUI设计标准（是否存在标准？）严重影响了我完成该项目的能力。这是一个比我所从事的任何项目都要庞大得多的MATLAB项目，而且我以前从未考虑过具有多个图形窗口等的复杂UI。

这是MATLAB对象的一个有用但传统的属性。“AppData”方法套件（即

setappdata

，

getappdata

，

rmappdata

，

isappdata

，等等）提供了一个很好的替代方法，可以替代比较笨拙的

get/set（hFig，'UserData'，dataStruct）

方法。事实上，为了管理GUI数据，《指南》使用了该功能，它只是

setappdata

/

getappdata

函数的包装

AppData方法相对于

'UserData'

属性的几个优点如下：

• 多个异构属性的更自然界面

  用户数据

  仅限于一个变量，要求您设计另一层数据组织（即结构）。假设您要存储一个字符串

  str='foo'

  和一个数字数组

  v=[12]

  。对于

  UserData

  ，您需要采用结构方案，例如

  s=struct（'str'，'foo'，'v'，[12]）

  和

  set/get

  只要你想要任何一个属性（例如

  s.str='bar'；set（h，'UserData'，s）；

  ）。使用

  setappdata

  ，过程更直接（也更高效）：

  setappdata（h，'str'，'bar'）
  

• 底层存储空间的受保护接口
  虽然

  'UserData'

  只是一个常规句柄图形属性，但包含应用程序数据的属性不可见，尽管可以通过名称（'ApplicationData'，但不要这样做！）访问它。您必须使用

  setappdata

  来更改任何现有的AppData属性，这可以防止您在尝试更新单个字段时意外地删除

  'UserData'

  的全部内容。此外，在设置或获取AppData属性之前，您可以使用

  isappdata

  验证命名属性的存在，这有助于异常处理（例如，在设置输入值之前运行进程回调）和管理GUI的状态或它所管理的任务（例如，通过某些属性的存在来推断进程的状态，并适当地更新GUI）

'UserData'

和

'ApplicationData'

属性之间的一个重要区别是

'UserData'

默认为

[]

（一个空数组），而

'ApplicationData'

本质上是一个结构。这一差异，加上

setappdata

和

getappdata

没有M文件实现（它们是内置的），表明使用

setappdata

设置命名属性不需要重写数据结构的全部内容（想象一个执行结构字段就地修改的MEX函数-MATLAB能够通过将结构维护为

hFig = ancestor(hObj,'Figure')

function pushbutton17_callback(hObject,evt, handles)
    some_text = someOtherFunction();
    set(handles.text45, 'String', some_text);
end

 handles.panel17 = uipanel(...);
 createTable(handles.panel17); % creates a table in the specified panel

classdef Model < handle
    %MODEL  represents a signal composed of two components + white noise
    % with sampling frequency FS defined over t=[0,1] as:
    %   y(t) = a * sin(2pi * f*t) + sin(2pi * 2*f*t) + white_noise

    % observable properties, listeners are notified on change
    properties (SetObservable = true)
        f       % frequency components in Hz
        a       % amplitude
    end

    % read-only properties
    properties (SetAccess = private)
        fs      % sampling frequency (Hz)
        t       % time vector (seconds)
        noise   % noise component
    end

    % computable dependent property
    properties (Dependent = true, SetAccess = private)
        data    % signal values
    end

    methods
        function obj = Model(fs, f, a)
            % constructor
            if nargin < 3, a = 1.2; end
            if nargin < 2, f = 5; end
            if nargin < 1, fs = 100; end
            obj.fs = fs;
            obj.f = f;
            obj.a = a;

            % 1 time unit with 'fs' samples
            obj.t = 0 : 1/obj.fs : 1-(1/obj.fs);
            obj.noise = 0.2 * obj.a * rand(size(obj.t));
        end

        function y = get.data(obj)
            % signal data
            y = obj.a * sin(2*pi * obj.f*obj.t) + ...
                sin(2*pi * 2*obj.f*obj.t) + obj.noise;
        end
    end

    % business logic
    methods
        function [mx,freq] = computePowerSpectrum(obj)
            num = numel(obj.t);
            nfft = 2^(nextpow2(num));

            % frequencies vector (symmetric one-sided)
            numUniquePts = ceil((nfft+1)/2);
            freq = (0:numUniquePts-1)*obj.fs/nfft;

            % compute FFT
            fftx = fft(obj.data, nfft);

            % calculate magnitude
            mx = abs(fftx(1:numUniquePts)).^2 / num;
            if rem(nfft, 2)
                mx(2:end) = mx(2:end)*2;
            else
                mx(2:end -1) = mx(2:end -1)*2;
            end
        end
    end
end

function handles = View_TimeDomain(m)
    %VIEW  a GUI representation of the signal model

    % build the GUI
    handles = initGUI();
    onChangedF(handles, m);    % populate with initial values

    % observe on model changes and update view accordingly
    % (tie listener to model object lifecycle)
    addlistener(m, 'f', 'PostSet', ...
        @(o,e) onChangedF(handles,e.AffectedObject));
end

function handles = initGUI()
    % initialize GUI controls
    hFig = figure('Menubar','none');
    hAx = axes('Parent',hFig, 'XLim',[0 1], 'YLim',[-2.5 2.5]);
    hSlid = uicontrol('Parent',hFig, 'Style','slider', ...
        'Min',1, 'Max',10, 'Value',5, 'Position',[20 20 200 20]);
    hLine = line('XData',NaN, 'YData',NaN, 'Parent',hAx, ...
        'Color','r', 'LineWidth',2);

    % define a color property specific to the view
    hMenu = uicontextmenu;
    hMenuItem = zeros(3,1);
    hMenuItem(1) = uimenu(hMenu, 'Label','r', 'Checked','on');
    hMenuItem(2) = uimenu(hMenu, 'Label','g');
    hMenuItem(3) = uimenu(hMenu, 'Label','b');
    set(hLine, 'uicontextmenu',hMenu);

    % customize
    xlabel(hAx, 'Time (sec)')
    ylabel(hAx, 'Amplitude')
    title(hAx, 'Signal in time-domain')

    % return a structure of GUI handles
    handles = struct('fig',hFig, 'ax',hAx, 'line',hLine, ...
        'slider',hSlid, 'menu',hMenuItem);
end

function onChangedF(handles,model)
    % respond to model changes by updating view
    if ~ishghandle(handles.fig), return, end
    set(handles.line, 'XData',model.t, 'YData',model.data)
    set(handles.slider, 'Value',model.f);
end

function handles = View_FrequencyDomain(m)    
    handles = initGUI();
    onChangedF(handles, m);

    hl = event.proplistener(m, findprop(m,'f'), 'PostSet', ...
        @(o,e) onChangedF(handles,e.AffectedObject));
    setappdata(handles.fig, 'proplistener',hl);
end

function handles = initGUI()
    % load FIG file (its really a MAT-file)
    hFig = hgload('ViewGUIDE.fig');
    %S = load('ViewGUIDE.fig', '-mat');

    % extract handles to GUI components
    hAx = findobj(hFig, 'tag','axes1');
    hSlid = findobj(hFig, 'tag','slider1');
    hTxt = findobj(hFig, 'tag','fLabel');
    hMenu = findobj(hFig, 'tag','cmenu1');
    hMenuItem = findobj(hFig, 'type','uimenu');

    % initialize line and hook up context menu
    hLine = line('XData',NaN, 'YData',NaN, 'Parent',hAx, ...
        'Color','r', 'LineWidth',2);
    set(hLine, 'uicontextmenu',hMenu);

    % customize
    xlabel(hAx, 'Frequency (Hz)')
    ylabel(hAx, 'Power')
    title(hAx, 'Power spectrum in frequency-domain')

    % return a structure of GUI handles
    handles = struct('fig',hFig, 'ax',hAx, 'line',hLine, ...
        'slider',hSlid, 'menu',hMenuItem, 'txt',hTxt);
end

function onChangedF(handles,model)
    [mx,freq] = model.computePowerSpectrum();
    set(handles.line, 'XData',freq, 'YData',mx)
    set(handles.slider, 'Value',model.f)
    set(handles.txt, 'String',sprintf('%.1f Hz',model.f))
end

function [m,v1,v2] = Controller
    %CONTROLLER  main program

    % controller knows about model and view
    m = Model(100);           % model is independent
    v1 = View_TimeDomain(m);  % view has a reference of model

    % we can have multiple simultaneous views of the same data
    v2 = View_FrequencyDomain(m);

    % hook up and respond to views events
    set(v1.slider, 'Callback',{@onSlide,m})
    set(v2.slider, 'Callback',{@onSlide,m})
    set(v1.menu, 'Callback',{@onChangeColor,v1})
    set(v2.menu, 'Callback',{@onChangeColor,v2})

    % simulate some change
    pause(3)
    m.f = 10;
end

function onSlide(o,~,model)
    % update model (which in turn trigger event that updates view)
    model.f = get(o,'Value');
end

function onChangeColor(o,~,handles)
    % update view
    clr = get(o,'Label');
    set(handles.line, 'Color',clr)
    set(handles.menu, 'Checked','off')
    set(o, 'Checked','on')
end