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；

　　2）断点调试方法；

　　3）指令调试方法；
( w( R1 t; Q# c/ {; d3 b
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。

---

* n: m  h9 R8 a8 N5 }6 e* o; I一、代码内调试
  T" y) D: T4 V: a    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
  : }& s$ t* I6 ^4 N  u1 U

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
" y/ N2 x" i. ?5 z

• z=hilbert(testdata');                   % 希尔伯特变换
• a=abs(z);                               % 包络线
• fnor=instfreq(z);                       % 瞬时频率
  + Y- S  {. f5 Y5 n( @( ^- @

+ B1 T2 w  F- m) B5 u; T' U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。
& Q/ n! q. k3 t' f) \    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：

! ^7 K1 ^; o7 ^3 _6 _

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：

是不是也算方便？

二、断点调试方法

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
  

% k+ x* N0 S3 f( T: M

三、指令调试方法

6 r( ]3 ~" W( r3 l$ H3 s    A-keyboard + (return)
( u# i. }: ~4 \; Z* U% I. _& e

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);
  

, J; B* v6 D9 h- ~2 ?: }4 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);
  

7 n( F4 b3 a$ S5 a, d
2 \6 I8 v' C  d4 Z3 l
6 A. I( ~, v1 K" y$ s! L9 o, K

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;
  : `6 H- p9 S! t2 o& `- G  s

: a" N; m$ x- |' G; y5 @( z

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
  - p* N/ R, l1 z% Z; n8 C, c# o. `

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)
  

2 f; f+ R! a" \8 X+ @& `$ E; r
% E3 Q( y- K0 O: s9 W3 ^* @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
  2 w5 {/ E0 ?2 r3 x

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)
  0 ?4 Q/ I/ l1 {9 Q

! ]* l' S" @" e1 A3 l( _

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
  ! F# M# B+ L+ ^" N  w* W( q# ?

! y8 y7 h3 Y) S" F7 \8 U- G

　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);
  

8 |  Z* r# i- n: X* b

效果如下：

4 e; ~3 s' `+ w& e- z) ~0 t" H

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
  : x7 z. d) v5 t

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
  $ D/ t- J' d3 j5 F  O- U

1 V% k$ q; X& p0 X2 N; @9 z

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;
  6 o8 B( ?* A. H; E( ^2 N

　　这时有:

• 6   x(n) = x(n) + 1;
• K>>
• Type dbquit to exit debug mode.
  

1 {, v, N% u+ d0 F  D

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
  

$ i% {' r- j/ H$ K

此时与F12等价。

所有dbstop，可配合return或者dbstop使用；
1 p5 B4 H$ x$ l8 A5 T/ I" o/ C　　return:返回；
　　dbstop:停止

$ g0 B# t9 ^3 h& R9 s/ D4 j
8 `& i6 U3 S' c/ ]

调试完成，需要清除所有断点：

• 清除所有M文件的所有断点
  ( [; ]# w7 {0 X. m  f! h

在Command Windows输入：

• dbclear all
    z( a$ X; y) F  P) b# H7 |7 j

& b! S4 c- j1 _* h+ A( t0 Y

• 清除文件名为mfile的文件的所有断点
  

在Command Windows输入：

• dbclear all in mfile:
  ) n- m, x, y9 q* B# d% H! D

2 g/ _% V( L7 A' X; S% N7 P# V) T0 E
; \3 v4 w- 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）：
  4 n. l6 b. c# g6 ^* n

（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；   . D7 X  v" S, T/ W) _# X* 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； * 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； 4 ^. {% \% F6 d& o8 r* 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； " \* s4 {7 y8 O$ Y% p* dbclear all in mfile:清除文件名为mfile的文件中的所有断点； - W- n2 u! x. K3 z1 e: S* dbclear in mfile:清除文件名为mfile中第一个可执行语句前的断点； : O1 ]5 ~3 P) B: ]/ c* dbclear in mfile at lineno: 5 a" Q* v! W) ~+ G7 W8 |* 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； * dbstep in：执行下一行可执行语句，如有子函数，进入； 9 R6 E$ T% ^& |7 K7 }9 T; I* 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。