MATLAB（1）——基本調試方法（Debug）
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前言
| 之前經常用MATLAB，卻不小心停留在了舒適區，連基本的調試方法都沒有掌握。本文主要是對MATLAB程序調試中的一般方法進行總結，也是自己學習的記錄。全文大致分為三個段落： 1）代碼內調試； 2）斷點調試方法； 3）指令調試方法； 本文主要為個人學習總結，並借鑒了前人的經驗，相應鏈接在最后一並附上。 |
一、代碼內調試
A-打印變量
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1
2
3
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z=hilbert(testdata');
% 希爾伯特變換
a=
abs
(z)
% 包絡線
fnor=instfreq(z);
% 瞬時頻率
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上面的代碼，如果希望檢查a是否正常：去掉末尾的分號；，即可在Command Window查看到對應的輸出信息，特別是當變量出現在function時，如果不輸出，則在Workspace中無法直接查看，此時該操作較方便。
B-局部執行
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1
2
3
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z=hilbert(testdata');
% 希爾伯特變換
a=
abs
(z);
% 包絡線
fnor=instfreq(z);
% 瞬時頻率
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如果希望對某一部分代碼，進行調試，則完全沒有必要每次都從頭運行，這時局部執行較方便。仍是這段代碼，如果希望僅僅執行高亮部分，則箭頭選中並按F9，此時程序僅僅運行高亮部分，可利用這個方法調試局部代碼。
C-配合繪圖（該操作可以配合以下各類方法使用）
圖形比數據更易於觀察，在調試過程中打開Workspace中的變量（快捷鍵：Crtl + D），然后選擇plot，即可根據需求對數據進行繪圖，便於觀察特性：
例如選擇需要觀察的數據，分別選擇bar以及surf指令，即可繪制對應圖形：
是不是也算方便？
二、斷點調試方法
調試代碼最經典的就是利用設置斷點的方法，此處給出對應快捷鍵：
- F12：設置/取消 斷點
- F10：單步執行
- F11：單步執行，且碰到function跳入函數內執行，F10則不會跳入，這是二者的明顯區別
- Shift + F11:跳入function之后，通過該指令退出function
- F5：執行相鄰兩次斷點見的所有指令，如：斷點在for循環中，則F5一次，循環執行一次
- Shift + F5：退出斷點調試
三、指令調試方法
A-keyboard +(return)
經常碰到一些情況，如：矩陣相乘A*B時（假設A已知，B需要運算得出），矩陣B的size難以確定，是用A*B還是A'*B難以確定，可不可以先計算B，運算完之后觀察B的特性，再確定用A還是A‘？keyboard可以解決這個問題。
keyboard顧名思義，就是鍵盤的意思，即：把控制權交給鍵盤。執行程序的過程中，把控制權交給鍵盤，如何再重新返回程序呢？因此：
keyboard 與 return
通常聯合使用。如執行：
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1
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max_eig =
max
(
eig
(G
'*pinv(F)*G) ); %此處難以確定，還是max_eig = max( eig(G*pinv(F)*G'
) )
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1
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P_tmp =
real
(m+1 - max_eig);
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但難以確定G還是G’,利用keyboard則可以修改為：
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1
2
3
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keyboard
P_tmp =
real
(m+1 - max_eig);
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在進入K>> 之后，此時已經可以觀察F、G的size，因此在Command Windows輸入：
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1
2
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max_eig =
max
(
eig
(G'*
pinv
(F)*G) );
return
;
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即可保證程序順利執行。
B-try + (catch) +end
我們知道，matlab的代碼是按行執行的，如果碰到錯誤行，則程序中斷。try..catch可以使得可能出錯的代碼不影響后面代碼的繼續執行，也可以檢查，排查，解決程序的一些錯誤，增強代碼的魯棒性和可靠性。
- try ... end
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1
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m =
rand
(3,4);
n =
magic
(5);
try
a = m*n;
disp
(a)
end
disp
(m)
|
這段代碼里面，a = m*n運行會出錯，不滿足矩陣乘法的原則。所以，a = m*n和disp(a)不執行，但后面的disp(m)亦然會執行。
- try...catch...end
try...catch...end用於檢查錯誤，如
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10
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m =
rand
(3,4);
n =
magic
(5);
try
a = m*n;
disp
(a)
catch
disp
(
size
(m))
disp
(
size
(n))
end
disp
(m)
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這里面，當程序碰到 a = m*n;錯誤后，就會跳轉到catch里面的語句，繼續執行，有點類似於if...else...end。
C-dbstop
- dbstop if error
在程序執行前輸入：
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1
2
3
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dbstop
if
error
%================以下為main部分=================
....
%略
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如果運行出現錯誤，matlab會自動停在出錯的那行，並且保存所有相關變量。真心好用。
- dbstop in file
在.m文件中,插入dbstop in file指令，如下面這段程序，我們在其中加入了dbstop in VMD,其中VMD是一個function：
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load
'./data/Gdpyear.mat'
data=data-
mean
(data);
%去均值,即數據中心化
dbstop
in VMD
t=
linspace
(1992.0,2016.5,
length
(data));
%設定x軸
for
st=1:9
K=st+1;
[u, u_hat, omega] = VMD(data,
length
(data), 0, K, 0, 1, 1e-5);
u=
flipud
(u);
|
效果如下：
即設置斷點並運行至VMD程序內部，此時通過F10/F11/Shift F11等斷點操作中的快捷鍵，即可進行調試，Command Windows輸入dbquit即可退出。
- dbstop in file at location if expression
比如有myprogram.m, 如下:
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1
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4
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6
7
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clear
all
;
close
all
clc
;
x =
ones
(1,10);
for
n = 1:10
x(n) = x(n) + 1;
end
|
設置一個斷點在 n >= 4時(對應程序位置為第6行),然后再運行程序:
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1
2
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dbstop
in myprogram at 6
if
n>=4;
myprogram;
|
這時有:
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1
2
3
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6 x(n) = x(n) + 1;
K>>
Type
dbquit
to
exit
debug
mode
.
|
可見，dbstop比斷點設置更加智能，控制起來更為方便。補充一句：
|
1
|
dbstop
in file at location
%在指定行設置斷點
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此時與F12等價。
所有dbstop，可配合return或者dbstop使用；
return:返回；
dbstop:停止
調試完成，需要清除所有斷點：
- 清除所有M文件的所有斷點
在Command Windows輸入：
|
1
|
dbclear
all
|
- 清除文件名為mfile的文件的所有斷點
在Command Windows輸入：
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1
|
dbclear
all
in mfile:
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- 其他dbstop相關（前文所述，已滿足基本Debug，此處列出其他操作，不再展開介紹，供感興趣的朋友閱讀）：
| （1）設置斷點： * dbstop in mfile:在文件名為mfile的M文件第一個可執行語句前設斷點； （2）斷點清除： * dbclear all:清除所有M文件中的所有斷點； （3）恢復運行： * dbcount:從斷點處恢復程序的執行，直到下一個斷點或錯誤后返回Matlab基本工作空間； （4）執行一行或多行語句： * dbstep：執行下一個可執行語句； * 注：這四種都返回調試模式，如遇斷點，中止； 參考：
斷點調試：
http://fouvy.info/post/24542809639/matlab%E4%BB%A3%E7%A0%81%E8%B0%83%E8%AF%95%E6%8A%80%E5%B7%A7
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