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
; G8 ^  ?  q: {: u5 Y    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：
! H' |. j0 C1 b' M( |7 M  A
: h3 d! U+ O  {( T+ w* Y* U  s　　1）代码内调试；

　　2）断点调试方法；
. {3 n. i, H  l, r% j
. r3 r7 a' Q/ y0 r　　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。
* o8 G- F; l8 D3 \: O2 }: D, T  U7 T

---

4 C# _5 Y& F. h3 J2 A+ g) L+ y' S
一、代码内调试
    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
  

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
, N3 N4 ^7 I6 A

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

' {  B7 I& S1 a/ A
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：

& G0 J) D6 q- o  ]

是不是也算方便？

" C  r& w" H) O% ]- z1 y

6 H* H3 v/ b: J8 _2 m9 F- A

) r5 ]7 ^3 l! Q% w1 `: C+ o

二、断点调试方法

: M. w  [: J8 ~* g  C

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
  

+ `0 u, h! M3 f& x' g

三、指令调试方法

    A-keyboard + (return)
! J. [% A$ o/ D" B' ^7 E( v: a

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);
  

! @1 r; u& i9 h" N

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);
  " b/ ~0 [3 Y" v& u$ ]2 G. T

( s/ D$ k8 ]) L

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;
  , [! L4 Y8 Z, ]( H

# n6 }/ p3 }5 C' p' x
* y# M4 Y" T1 M; T

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)
  

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
  & O( M% [3 V7 T# u8 N

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 C* @3 e* V9 E

: W' E* H- Y! V' v, q

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
  * ~" a% U) ^5 j7 |8 X1 [6 e

在程序执行前输入：

• dbstop if error
• %================以下为main部分=================
• ....%略
  % F7 k: H8 S, u- M

　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：

• 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);
  

3 A) e$ s' R2 g$ B8 d
, V# ~+ R4 t( }2 v/ i$ d

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
  / p. ]0 s6 p- `, J: q

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 G! M% R4 L3 d4 C4 V

& t8 {, v3 O% t% J& P! H! v
9 S4 p. N. k' R) J! g+ \

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;
  % t5 q1 a  l/ Z

7 r. U$ L  K2 j

　　这时有:

• 6   x(n) = x(n) + 1;
• K>>
• Type dbquit to exit debug mode.
  - j. m5 J. M' G

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
  / l& ?4 i# c, C' `' S. b# q

6 w: r$ g6 L* j) g) h

此时与F12等价。

所有dbstop，可配合return或者dbstop使用；
$ R" J3 c/ z8 S' {6 n5 L% U% T* E. U- y　　return:返回；
3 `% C* [) N2 I2 r　　dbstop:停止

' e% o! T4 P( T

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
  * q# Z! `1 H% ]9 J. h

; d: o* Y/ U1 y6 B( b

• 清除文件名为mfile的文件的所有断点
  : {$ r5 J. g& o9 u

在Command Windows输入：

• dbclear all in mfile:
  * z) n( e6 }  ~9 {. y- i

* D- `7 D; B# ^( y
7 i# T3 C- n* S5 _

• 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）：
  ' e3 Z  Q# R& ^( H( u$ z+ Z

（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；   + }- Y" N! S7 S4 }& g* 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； 8 U+ D* f5 d% l% i4 a* 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）； 7 E) S1 B) t% ^6 G; X7 R* 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； : n6 p' a( R5 x4 @% c7 r1 ~* 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； # s7 W+ w# V; S5 x* dbclear in mfile at lineno: * dbclear in mfile at subfun: % Y) Z' o! x" D3 ?6 [% i) ^* 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； + H8 o( I& Q7 a5 {; s* B+ M6 E* dbstep nlines：执行下nlines行可执行语句； % ~# x4 T! Y9 t* dbstep in：执行下一行可执行语句，如有子函数，进入； ; r1 m0 C  R# G! b& z* dbstep out：执行函数剩余部分，离开函数时停止； ( L' d" M' X$ R7 q* l* 注：这四种都返回调试模式，如遇断点，中止；

/ I" {- X  D6 J8 S& g; g& L

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。