MATLAB程序调试基本方法分享

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MATLAB程序调试基本方法分享
前言
- |6 E& y7 `5 k: Y/ V. ~8 A    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；
$ s  w$ Z, L$ b! D0 y1 o5 q# B, I! ~" s
　　2）断点调试方法；
% o7 f: r+ t- ^" |  |. b3 ?
) G. H, j1 r/ W　　3）指令调试方法；
: A; K/ J5 K4 h$ q$ R' P  j, c& |
& B+ W5 F. e+ o% i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。

---

( U6 x$ F( w: _$ Z8 T6 N, w/ z3 n一、代码内调试
& p# k! J* N1 E' u    A-打印变量

• z=hilbert(testdata');                   % 希尔伯特变换
• a=abs(z)                                    % 包络线
• fnor=instfreq(z);                       % 瞬时频率
  : w8 o' E. S6 G4 Z: ]

# n0 V5 R7 K$ `6 \$ b: d" i$ v
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。
3 y, \/ v. t: B. {6 y" D7 x5 o    B-局部执行
- Q! `0 J, V0 f( ]# s# n( `

• z=hilbert(testdata');                   % 希尔伯特变换
• a=abs(z);                               % 包络线
• fnor=instfreq(z);                       % 瞬时频率
  * z+ d0 p' b3 R& c1 B

7 O+ p9 e2 |. h5 w! E% J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。
2 z7 U" b5 A6 e    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：

& T7 U8 ]$ R9 q7 h% }

是不是也算方便？

1 p" j4 w; v$ H0 B; Z! {: E& B

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
  . m; Z) _! F) |% V8 B& `

& z2 J" ^. b  m( L: J

三、指令调试方法

  K5 S+ \$ X$ Y7 H6 x5 [/ l+ c5 l    A-keyboard + (return)
: S" I" j& O' ]

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：

• max_eig = max( eig(G'*pinv(F)*G) );  %此处难以确定，还是max_eig = max( eig(G*pinv(F)*G') )
• P_tmp = real(m+1 - max_eig);
  

. |; z3 e0 C% \+ D

但难以确定G还是G’,利用keyboard则可以修改为：

• keyboard
• P_tmp = real(m+1 - max_eig);
  

4 T7 {( z4 G' k7 m: P# y

1 I8 J- z1 c/ k2 d9 @, @

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：

• max_eig = max( eig(G'*pinv(F)*G) );
• return;
  ! n+ Z% i. u$ G. y% o4 [' d5 C. l( S

% c  ~5 G( ?; e8 |8 u/ z1 m; u# G
# S$ j5 O5 O' e' j- x6 o: x

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：

• m = rand(3,4);
• n = magic(5);
• try
•     a = m*n;
•     disp(a)
• end
• disp(m)
  3 p6 [. b  U; y0 N8 t# p

4 {% o' `" ]4 w. L, b; r4 y% q/ e: w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。
+ y  p) q: T( d1 i$ J; T0 P

• try...catch...end
  

try...catch...end用于检查错误，如

• m = rand(3,4);
• n = magic(5);
• try
•      a = m*n;
•      disp(a)
• catch
•      disp(size(m))
•      disp(size(n))
• end
• disp(m)
  7 S: R: b/ [  Y% i8 C8 T

5 e, U$ F- d. P0 ~$ U. {

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：

• 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
  4 I8 s) O, W" W" C! D! p4 Z" d

　　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：

• 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);
  

0 g& H2 D" b4 }3 k$ m$ n$ n

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:

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

8 D' B' |! P* C* t

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:

• dbstop in myprogram at 6 if n>=4;
• myprogram;
    q( s, }+ b: h! h# [5 q

' g# O* a3 M: i* z: {2 [* @& M

　　这时有:

• 6   x(n) = x(n) + 1;
• K>>
• Type dbquit to exit debug mode.
  - x" r: ^* N- Z2 F; ~0 W; [

$ t7 R* E9 m. [4 \& r+ a, Y

可见，dbstop比断点设置更加智能，控制起来更为方便。补充一句：

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

' W4 k* |) F- D3 m5 R7 z+ x$ o

此时与F12等价。

所有dbstop，可配合return或者dbstop使用；
　　return:返回；
　　dbstop:停止

' X) F! `2 m0 |% K7 y$ X

调试完成，需要清除所有断点：

• 清除所有M文件的所有断点
  ) z! |4 d* }- }  }" j% t5 t) a. J( s

在Command Windows输入：

• dbclear all
  

• 清除文件名为mfile的文件的所有断点
  

在Command Windows输入：

• dbclear all in mfile:
    ^( P( Q9 g, a7 R0 A$ N, K% x

• 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）：
  ' H2 D% g8 ~0 |3 Y

（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；   # x6 a" r& g! J* dbstop in mfile at lineno:在mfile的第lineno行设断点； # W- Q1 I) ^: k: X" ]3 t4 h/ }6 u5 G* 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； # @$ A3 h( {& O( [3 q  M* 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； + @" V8 d( r2 G# r$ s, n* 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: / P( A& y" h, H# m- l* 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； 5 I( Z! u* _! t& g1 J* dbstep out：执行函数剩余部分，离开函数时停止； 3 B; h2 Y6 h0 D" O8 d- ^/ j2 Y. K* 注：这四种都返回调试模式，如遇断点，中止；

sharkN

楼主分享的MATLAB程序调试基本方法都是些很实用的方法。

YNhhU

很实用啊，楼主好人，谢谢分享。