MATLAB程序调试基本方法分享

House

MATLAB程序调试基本方法分享
! R" ?5 ]8 P7 ]+ H9 G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：
  |. G5 J8 b; x& J, {
　　1）代码内调试；

% v* d& }: a0 c9 l0 I　　2）断点调试方法；

　　3）指令调试方法；
* T4 K/ K& e+ ?! \& n8 H
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。

---

. j+ x( I( c, @" t3 s( w
  i7 t& d- H- [一、代码内调试
" }# S5 A% D) t5 A  x    A-打印变量
% I% d: x! o2 a5 Z2 R

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

& s) d/ y6 f# z" d* `
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
5 {1 {0 d! ?4 Y( i2 J

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

+ u6 Q2 Y/ k: x1 Y# x5 C. V5 o! w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：

! B5 L9 ?* N! S2 p/ S

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：

7 }- h& t2 D* T4 ]2 Y

是不是也算方便？

3 q& [5 k4 c6 j4 E! c# X

% a  m4 b# O6 _+ ~5 x* `0 {( z

二、断点调试方法

$ r( G8 r: p) F9 D

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
  ' v8 {) L2 m/ q; d

7 [+ I: O& U- D# w9 n

( R5 f' b5 I( {$ r

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);
  

- @8 b+ u* B  p# I

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);
  : h, D5 W+ \$ o4 `, {1 h  w

" z0 D. q  S5 m- V8 n
$ c6 J' c9 m; x, X, t9 c! ]" R

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;
  

$ t& H: W$ {2 {. c) h5 O6 V& q

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
  - ]8 K& u; _, S( }7 `- o* T  r5 W5 j

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。
  s* ?% M' B7 M! u% I- V5 x

• 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 r9 D5 R3 ]9 E, ^/ c& m6 y

! }$ F/ M% D9 c0 b# x8 ]+ `+ `' E

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
  ) v2 p; J$ W8 j3 r2 w4 r$ X% t6 T

在程序执行前输入：

• dbstop if error
• %================以下为main部分=================
• ....%略
  

# [& i0 u. [' O' C
' c# |  I) |/ V4 D0 ]

　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);
  

" G9 E" Q* T& k( y5 z& x6 V
5 m# j6 N' s2 v/ f  ^# ?- b% ~

效果如下：

, M  I& b- E7 }

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
  0 f( M) e% E0 x+ J! l7 o5 I5 @, l

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
  

4 c5 j: y* r: u" n, P

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;
  

. U0 u$ K3 M1 p
( P  s; v  }' u8 R+ t

　　这时有:

• 6   x(n) = x(n) + 1;
• K>>
• Type dbquit to exit debug mode.
  / `/ d" T/ p/ W) b: A# s; y

' j  o( l+ P4 ?& l0 n- T5 }

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
  2 h% _: n) Q( n, _7 p6 _( d( k) J

此时与F12等价。

所有dbstop，可配合return或者dbstop使用；
　　return:返回；
* a& A3 R6 O! j; G' |! Q6 c　　dbstop:停止

0 Y8 e1 o8 J1 i
" @* A$ a5 x" n$ t- Q- }7 O& ]- f

调试完成，需要清除所有断点：

• 清除所有M文件的所有断点
  ' f) y$ D& p, W' X: U

在Command Windows输入：

• dbclear all
  

4 v; c; N1 a( p, m  w% ]( M
. q! u1 u0 ?' e4 T3 Y6 z

• 清除文件名为mfile的文件的所有断点
  8 X1 H" B4 Z6 r" D! ]

在Command Windows输入：

• dbclear all in mfile:
  

  [3 s/ P; B% ], n2 e) \. o7 t. Z  g
. _( j" d* F. _, n6 d

• 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）：
  . T0 t& r/ H) ^' w* H

（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；   + k( p  I7 r: Z8 I6 i- e" D* 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； 1 q+ S* x9 S) ^1 `6 k6 y* 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； * 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； * dbclear in mfile at lineno: * dbclear in mfile at subfun: 8 T& F: X$ S  [0 @1 t5 t% n1 J* 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； & ~7 z9 l' ^2 z6 ]7 y7 ^* 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； 2 i. C$ a" y- G$ u; {, H) m* 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；

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。