程序运行但结果错误时该怎么办

本节介绍当你修复了所有语法错误（即那些会报错的信息），程序可以运行，但结果不是你想要的时该怎么办。比如程序进入了无限循环；循环次数比预期少一次或多一次；某个 if 语句没起作用；结果是 Inf 或 NaN（通常没什么用）……总之，代码中每一行都可能出错。

幸运的是，有一系列技术可以用来修复错误，也可以改进可正常运行的 MATLAB 代码。

使用 MATLAB 的调试工具（Debugging Tool）

调试工具可以在程序运行过程中中断执行，让你检查变量内容等信息，从而帮助定位问题。

M 文件程序的中断点叫做“断点（breakpoint）”。设置断点的方法如下：

  • 在编辑器中，按 F12，该行左侧会出现一个红点；

  • 或者点击 M 文件窗口左侧行号旁的短横线。

然后按 F5 或通过菜单选择 Debug → Run 运行程序，程序会在断点处暂停，该行旁边会出现一个绿箭头。你可以查看变量、单步执行、继续运行或终止程序，相关选项都在 Debug 菜单中。

要查看变量，只需在命令窗口输入变量名。但注意：只能查看当前中断函数作用域中的变量，因此你可能需要设置多个断点，才能找到问题源头。

你可以使用不同方式从断点继续执行程序，例如：

  • 单步执行每一行，包括所有子函数（哪怕是内建函数如 ode45）；

  • 或仅单步执行当前函数中每一行，而不进入子函数，只查看其返回结果。

⚠️ 注意：在设置断点前，你必须保存文件。若文件已更改但未保存，断点会显示为灰色而非红色。如果你保存后仍然是灰色，可能是因为在多个文件中设置了断点。此时你需要不断“退出调试模式”，直到完全退出，才能再次保存并重新调试。

使用注释帮助调试

如果你想测试去掉某几行代码对结果的影响（例如判断程序是否仍然输出 Inf），可以使用注释将其屏蔽：

  • 选中代码，点击菜单 Text → Comment；

  • 或使用快捷键 Ctrl+R。

这样每行前会添加 %。如果行本身已被注释，则会再加一个 %，以便恢复时保持注释结构不变。

取消注释的方法：

  • 菜单：Text → Uncomment；

  • 快捷键：Ctrl+T。

注释也可以用于测试两段不同代码的效果，例如比较 ODE113 与 ODE45 解微分方程的表现。你可以将其中一行注释，运行程序，再注释另一行切换测试。

如何退出无限循环

如果程序很久没响应，可能是计算慢，也可能是陷入无限循环。虽然 MATLAB 无法直接识别无限循环，但它会在你终止程序时提供线索。

按 Ctrl+C 可以终止程序，MATLAB 会告诉你在哪一行中断。如果这行在循环中间，大概率你就找到了无限循环的所在。但如果循环中调用了子函数，可能中断点会在子函数中，不过 MATLAB 会提供调用栈信息，可以回溯父函数的出错行。

但有时 MATLAB 甚至无法返回主界面让你按 Ctrl+C，这种情况下你可能需要强制结束整个 MATLAB 进程。

建议在你怀疑的循环中加入如下语句：

pause(0.001)

每次循环 MATLAB 都会“暂停”极短时间，让你有机会按 Ctrl+C 干预。

其他调试技巧

使用 Cell 模式注释 (%%)

在函数或脚本中，可使用 %% 创建 代码块（Cell），示例：

%% 开始调试无限循环
for ...
end
%% 结束调试

每个 Cell 可以独立执行，无需保存文件，便于快速测试和修改。

将调试代码复制到新文件中

在断点中复制出“问题段”代码，新建一个 .m 文件进行修改测试。调试完成后，再将代码复制回原文件。你也可以为 Cell 模式代码段添加注释标题并多次运行。

使用命令行调试函数

不用编辑器也可通过命令行调试，输入 db 后按 Tab 查看相关函数，如：

  • dbstatus：查看断点状态；

  • dbstack：查看调用栈。

也可通过 help functionname 或选中函数名按 F1 查看帮助。

在注释中嵌入调试代码

例如：

% plot(x,y); % 这行可用于调试：绘制变量 y 对 x 的关系

选中 plot(x,y) 后按 F9 可运行此段代码。选中变量名按 Ctrl+D 可在变量编辑器中查看内容。鼠标悬停变量上也可预览其值。plot 本身就是一种极好的调试工具，用于可视化变量变化。

总结建议

  • 多尝试上述方法，并结合使用，提高调试效率；

  • 用注释、函数模块划分来计划和预防错误；

  • 尽量写小函数完成特定任务，再整合到主程序中；

  • 在函数内部使用 try-catch 和 me.getReport 捕获错误信息；

  • 针对常见错误（如无限循环）提前编写检测与应对逻辑；

  • 还可以引入 单元测试 方法验证代码正确性。

这些方法将大大提升你调试 MATLAB 程序的能力。


最后修改: 2025年04月16日 星期三 12:04