在 MATLAB 的进程中间停止 GUI

Question

我正在使用 MATLAB R2014b 中的GUIDE 设计一个 GUI。我的程序有一个很长的循环（需要 2~5 小时来处理）。我想在我的 GUI 中有一个按钮，用户每次需要时都停止进程（GUI 会根据循环结果不断更新图形和文本）。类似于在结束循环后按 Control+C 之类的东西。我该如何实现？

附言。 我不希望 MATLAB 删除我的工作区。用户可以通过更改 GUI 中的一些选项来使用先前加载的数据和工作区继续该过程。

Answer 1

这里有一个技巧应该奏效：在 GUI 的某个地方，例如在其 OpeningFcn 中，将一个名为 StopNow 的标志初始化为 false，并将其存储在 GUI 的句柄结构中。然后在需要很长时间执行的循环中，只要将标志设置为true，就放置一个if 语句并调用return。这将停止循环的执行，您将可以访问您的数据。您可以制作一个按钮来更改标志值。

示例代码：我制作了一个简单的 GUI，它开始在 for 循环中枚举数字并将它们打印到文本框中。当您按下 STOP 按钮时，标志设置为 true 并且循环停止。如果有什么不清楚的地方请告诉我。

function StopGUI

clear
clc
close all

%// Create figure and uielements
handles.fig = figure('Position',[440 500 400 150]);

handles.CalcButton = uicontrol('Style','Pushbutton','Position',[60 70 80 40],'String','Calculate','Callback',@CalculateCallback);

handles.StopButton = uicontrol('Style','Pushbutton','Position',[250 70 80 40],'String','STOP','Callback',@StopCallback);

%// Initialize flag
handles.StopNow = false;

handles.Val1Text = uicontrol('Style','Text','Position',[150 100 60 20],'String','Value 1');
handles.Val1Edit = uicontrol('Style','Edit','Position',[150 70 60 20],'String','');



guidata(handles.fig,handles); %// Save handles structure of GUI. IMPORTANT

    function CalculateCallback(~,~)

        %// Retrieve elements from handles structure.
        handles = guidata(handles.fig);


        for k = 1:1000

            if handles.StopNow == false
                set(handles.Val1Edit,'String',num2str(k));
                pause(.5) %// The pause is just so we see the numbers changing in the text box.

            else
         msgbox('Process stopped');
                return
            end

        end

        guidata(handles.fig,handles); %// Save handles structure of GUI.
    end

    function StopCallback(~,~)

        %// Retrieve elements from handles structure.
        handles = guidata(handles.fig);

        handles.StopNow = true;

        guidata(handles.fig,handles); %// Save handles structure of GUI.
    end

end

按下停止按钮后的屏幕截图：

希望有帮助！

Answer 2

最好的解决方案是使用单独的线程（一个用于用户界面，一个用于处理）也许使用并行工具箱。无论如何，这将是相当复杂的同步两者。

所以，这里有一个简单的解决方案，它只依赖于anonymous 函数（在处理块之外委托界面刷新） 和drawnow 函数（强制图形界面处理其消息）。

示例应用程序

要使用的示例应用程序非常基础。它包含：

• 一个设置面板（只有一个设置，处理块的迭代次数）
• 进度条
• 执行/取消按钮

注意：源代码很长（大约 250 行，主要是由于创建 gui），所以我放弃了它here。

GUI 创建并不重要。最重要的部分是处理块、检测代码的匿名函数和对 GUI 事件作出反应的回调。因此，我将仅详细介绍这些论文。

处理块

处理块是一个简单的例程：

function [] = processing(count, instrumentation)
%[
    for ki = 1:count,

        instrumentation.CheckCancel();
        instrumentation.Progress((ki-1)/count);

        if (ki > 1), pause(1); end

        instrumentation.CheckCancel();
        instrumentation.Progress(ki/count);

    end
%]
end

唯一的特别之处是它需要一个额外的instrumentation 结构。这个结构有两个字段指向调用者定义的两个anonymous函数（即图形界面）。我们很快就会看到如何。

• CheckCancel 是负责在用户想要停止处理时引发错误的函数。
• Progress 是一个委托进度报告的函数。

这里是匿名函数如何连接到图形界面（见代码中的doProcessing子函数）：

% Connect instrumentation callbacks with the gui
instrumentation.CheckCancel = @(ratio)onCheckCancel(dlg);
instrumentation.Progress = @(ratio)onProgress(dlg, ratio);

% Perform the processing
processing(settings.NumberOfIterations, instrumentation);

Progress 和 CheckCancel 处理程序

这是 GUI 为Progress 定义的处理程序：

function [] = onProgress(dlg, ratio)
%[
    % Update the progress bar value
    data = guidata(dlg);
    uiprogress(data.handles.pbProgress, ratio);

    % Force interface to refresh
    drawnow();
%]
end

这很简单，它只是更新进度条控件并强制刷新GUI（提醒一下matlab是单线程的，当前正在执行处理块，所以我们需要强制刷新GUI）。

这是CheckCancel 的处理程序：

function [] = onCheckCancel(dlg)
%[
    % Force interface to process its events
    drawnow();

    % Check 'UserData' has not been modified during events processing
    guiState = get(dlg, 'UserData');
    if (~isempty(guiState) && ....
        strcmp(guiState, 'CancelRequested') || strcmp(guiState, 'CloseRequested'))
        error('System:OperationCanceledException', 'Operation canceled');
    end
%]
end

同样，这很简单。我们强制 GUI 处理事件（按钮点击等），然后我们读取 UserData 是否被修改为某个预期值。如果是这样，我们会引发异常以停止处理。再次提醒，当前正在执行的代码是处理块。

GUI 事件处理程序

GUI 只有两个有趣的事件。用户要么单击关闭按钮，要么他/她单击执行/取消按钮。

注意：提醒即使 matlab 在执行处理块时被锁定，GUI 事件仍会被处理，因为处理块不时调用drawnow（通过检测委托）。

这里是关闭按钮的代码：

function [] = onCloseRequest(dlg)
%[
    % If already in computation mode    
    if (~isempty(get(dlg, 'UserData')))
        % Just indicate close is requested and leave immediatly
        set(dlg, 'UserData', 'CloseRequested');
        data = guidata(dlg);
        set(data.handles.btnGoCancel, 'Enable', 'off', 'String', 'Cancelling...');
        return;
    end

    % Immediate close
    delete(dlg);
%]
end

这很简单，如果我们处于运行模式，我们只需发出要停止的信号，否则我们立即关闭对话框。

这是执行/取消按钮的代码：

function [] = onGoCancelClick(dlg)
%[
    % If already in computation mode    
    if (~isempty(get(dlg, 'UserData')))
        % Just indicate cancel is requested and leave immediatly
        set(dlg, 'UserData', 'CancelRequested');
        data = guidata(dlg);
        set(data.handles.btnGoCancel, 'Enable', 'off', 'String', 'Cancelling...');
        return;
   end

    % Go into computation mode
    [settings, err] = tryReadSettings(dlg);
    if (~isempty(err))
        waitfor(msgbox(err.message, 'Invalid settings', 'Error', 'Modal'));
    else
        enterComputationMode(dlg);
        err = doProcessing(dlg, settings);
        leaveComputationMode(dlg, err);
    end
%]
end

有点长，反正都是一样的。如果我们处于运行模式，我们只是表明我们想要停止；否则，界面处于正常模式，我们开始处理。

函数tryReadSettings、enterComputationMode 和leaveComputationMode 只是用于更新界面中的控件并很好地报告错误或取消。

结论

我们设计了一个只依赖drawnow 和anonymous 函数的响应式图形界面。这当然只是一个技巧，更好的解决方案是使用多任务处理。

图形界面是在这里以编程方式创建的。如果使用GUIDE 或在GUI Layout toolbox 的帮助下构建，原理是相同的。

可以进一步改进仪器回调，例如，通过添加Log 字段来报告文本框中的处理详细信息或类似于Log4Net 的某些后端（只有消息级别和消息值）。或者通过为中间结果添加回调。

界面也可以改进或修改，例如为什么在修改设置时不运行处理（即停止任何当前运行，而无需每次手动单击“开始/取消”按钮）。

有很多可能性。在这里，只是提供一些地面应用程序开始（或不...）。