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
    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；

5 D5 z4 K2 Q* d2 c+ E2 o/ J　　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。
$ {6 N1 s9 C0 D) u

---

一、代码内调试
" M' p2 d6 j+ ~8 H    A-打印变量
- N' c6 b& e: Z, i$ Z$ p

• z=hilbert(testdata');                   % 希尔伯特变换
• a=abs(z)                                    % 包络线
• fnor=instfreq(z);                       % 瞬时频率
  8 d  J0 M8 T6 z3 J

. m, ~; d, A1 |5 v
$ b4 L5 K7 g/ a( L3 j# P$ w7 w% H: l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。
1 F2 A- [8 f2 i% t  D, z    B-局部执行
( _+ L8 C2 K' t1 i% P* t

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

- }5 s* T* r: e3 G$ b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。
( ]3 W! ]& |$ g6 k( g0 D    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：
3 s$ G# @, [% x% m+ A2 n6 p

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：

0 L0 t4 \' f" i0 w- W

4 a& J8 y& N5 i8 |7 U. ~1 l

是不是也算方便？

( P# [* o/ u" W

二、断点调试方法

7 V. e$ v) R, g

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
  " Q& r; L  g9 D0 X' u8 w

* t5 R( j0 \7 ~# d6 S1 ~

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：

• 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);
  

! w0 y8 E, B* \

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);
  

9 \1 [4 l" k& j' r0 K8 c
. q8 R2 G) ~' W+ i
: B; G$ Z2 F7 K8 J

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;
  ( E- x9 W  ~$ {4 S0 _/ N1 _

1 c3 m. q8 t7 y- P# D' l; J

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
  6 ^. Y: c8 C3 c: B3 R

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)
  ; U$ t. [! |3 |7 j0 u

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

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

2 p1 W9 x: Y  p+ U. v/ z* a

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
  - D' S5 I% \1 c* `, j

' b; \9 r( x! P1 b9 w; E
  a3 C: H0 a  H7 H) L( |- [" ?

　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
  , k' W2 p( C2 Z

　　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);
  . r' e7 l' V) Q7 N# w8 K6 `- g' w" H

效果如下：

, {9 }4 b6 e5 T, D& \2 z6 F

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
  ) w. R9 D# E$ @$ m3 L' X  @

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
  

6 i4 X, N( y' k$ p( g& d4 k5 J

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;
  

* \5 |. e, |: g
3 ^1 _! Y7 t& P2 T+ |

　　这时有:

• 6   x(n) = x(n) + 1;
• K>>
• Type dbquit to exit debug mode.
  & K& b, h$ P7 M0 g

4 [3 P3 U. l; T$ N, T7 N

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
  # G5 m( w- Z! w

! E) d! c, J. K8 u+ f1 s: O6 ?' b) e

此时与F12等价。

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

" F$ }0 _, X9 Q8 O

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：

• dbclear all
  & N1 P: O: f; l* {) J

) i1 O& O& D* O5 y
% `& b. w# X% n  t, s1 D4 z

• 清除文件名为mfile的文件的所有断点
  7 t# X  c- P3 i' w% q5 F

在Command Windows输入：

• dbclear all in mfile:
  8 B; [* r  r& B0 I0 v* T( M

* l) H8 {- E) b, Y; E

• 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）：
  % m, G9 O$ x# Q4 p) C3 G5 @8 r

（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；   $ a* \' o2 z' g5 l8 V( x5 j* dbstop in mfile at lineno:在mfile的第lineno行设断点； % k3 O" e6 C& |2 L) X7 I0 C9 _* 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； , o1 ~( z. z9 r" D4 ~3 l* 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）； $ P6 ]$ J' V# J* i4 |' n$ a* dbstop if warning:程序可恢复运行； 1 F; H- k: V! T2 N3 F* 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； ! F) k  i, L5 T3 i* 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； & ^) |! w0 s/ Z4 j+ t& D7 s9 u* 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； ! U( @6 ^+ M% N+ L9 E. q  a  l+ d7 M7 Z* 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；

& _8 e6 b: o7 ^; P9 U. d& H5 Y

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。