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
0 j+ r! }; I( T+ e/ m* |  |8 r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：
# ^- t8 j+ G" E7 R
: |9 @/ U6 i9 L. X9 \　　1）代码内调试；

6 k2 _. k  |" v; k, x8 P1 w2 c　　2）断点调试方法；
* E. g8 {$ d* |$ Z& I$ K
  B$ |/ a3 X. l# I5 a　　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。
. J1 ?9 }5 ~4 l6 g

---

一、代码内调试
; V, x6 W. H, ~  ]5 r3 T    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
  

* C9 ~5 J5 {4 O7 z. M( M
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
$ d; O5 k" l0 q) W

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

8 u& D; H$ Q; J( a* W* m2 t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。
- G2 @+ {4 h* i# }6 a    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：
5 C6 j  L3 U% ~7 ^/ j% T  l# I

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：

4 V. W+ |# ?2 A& }

是不是也算方便？

二、断点调试方法

% p9 E$ ~2 k! h% ?+ R0 i

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：

+ o) i# n- u% d) n$ T

• 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
  $ x9 v2 l; W4 g  B

三、指令调试方法

( R! y8 ]1 A3 Y    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);
  ; @( b& _$ l( M) C$ f

! R; x/ o( [/ ]" I( t6 g* D8 `6 }

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);
  ( a$ ~8 R$ a. [

% X! }5 e; L: Z( k: _5 T1 X* `

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;
  

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)
  

% G, X# J0 b" ?* S5 P$ m: Q" }
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
  * \* W# m4 w; u& v

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)
  

6 E1 }( P. p* ~, H0 R; J0 K2 i2 ^6 A
! u& }; K' o( g* C9 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
  : t, s7 y) b; Y4 \) n, E

在程序执行前输入：

• dbstop if error
• %================以下为main部分=================
• ....%略
  # t; G5 j& y. u# c8 T! p% k% l

% |; e( [! ~# k" q: k

　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
  7 K: i  h! V/ U' {8 c6 r! W2 u

　　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);
  

8 ~# D+ B% ]  H, ?9 m

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
  # S% m% c/ q% L% S

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
  

! j# j; t& Y5 ?( k$ D" R

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;
  

% X" K; f: j& J3 M+ g

　　这时有:

• 6   x(n) = x(n) + 1;
• K>>
• Type dbquit to exit debug mode.
  7 ~& [/ e' q/ Z( `/ f1 F( b

" S" c0 _" i# g  [, O

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
  

此时与F12等价。

所有dbstop，可配合return或者dbstop使用；
& A0 _" ~$ X# J　　return:返回；
& j: O2 p6 p4 G1 x( s& ~; ^0 P　　dbstop:停止

) j4 m" L8 o, e: h7 a2 @% m( A. }+ ^

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
  

/ ]$ W/ l0 ^* h. p# o$ J" ?% O& @

• 清除文件名为mfile的文件的所有断点
  " w9 [8 P( U1 V5 r2 Q( U2 f

在Command Windows输入：

• dbclear all in mfile:
  . }+ Y+ n$ M* ^. J

( ^+ f& B: u/ w) I$ K

• 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）：
  ; w+ h: U) s2 S) |: S

（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；   : q: b6 P  q+ O- I: F* dbstop in mfile at lineno:在mfile的第lineno行设断点； ; ?3 e& }) I/ e% v9 [* 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； 3 O4 Z/ t' W3 R1 H1 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）； ( \$ Q1 Z4 q' q5 t0 }1 i* 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）； ( I0 F* F2 w1 A# D4 _& r  N: ]8 O* dbstop if warning:程序可恢复运行； / A5 i) D1 {% j+ c* 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； + q8 G/ d* p- q) `* 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； 3 A+ c: d5 P7 }* i5 n* dbclear in mfile at lineno:   p" `6 _5 G9 w  [* dbclear in mfile at subfun: 2 F% w6 i2 g0 b5 Q( i6 |* 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； ) }$ l% v5 @9 w# F! t1 I' @* dbstep in：执行下一行可执行语句，如有子函数，进入；   ^/ T, }9 @& H" P$ Y; F  F* dbstep out：执行函数剩余部分，离开函数时停止；   f9 C$ X+ H8 z) m6 E* 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。