Matlab调用c程序

梦溪517

Matlab调用c程序
文章来源：不详 作者：佚名

' R. ?! Y: @! ~" s7 ^--------------------------------------------------------------------------------

) b* E6 Q4 N, z该文章讲述了Matlab调用c程序.
* x% G- i4 W2 ~) j1 L& P
' H0 p  j9 z3 A! }$ t, t方法：
第一步：要先在matlab中安装c程序编译器，步骤如下：
2 S2 G" X% N7 J( T' ?, k0 H- o6 R  {键入命令：mex -setup；
' V& w4 q1 n1 `; P0 m: j9 c. l" c) I: w8 z选择c/c++编译器；
6 y' r# Q* Z0 w6 [' P- ]# ]' O; s选择c/c++编译器版本；
确认。
. D  |* [+ o7 h第二步：键入：mex *.c

*********************************************************************************************************************************************

- b& m1 x; y% m* W实例介绍：【转】

2 e& ]; N4 \, j: }如果我有一个用C语言写的函数，实现了一个功能，如一个简单的函数：
double add(double x, double y) {
　return x + y;
5 ?: \' t% C7 l7 R8 V}
现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
7 |! x+ z9 C' J: X" u>> a = add(1.1, 2.2)
3.3000
8 Y1 U0 k& Y" w, i6 f8 P' v要得出以上的结果，那应该怎样做呢？
0 `9 t) y+ j8 v; H6 R: k解决方法之一是要通过使用MEX文件，MEX文件使得调用C函数和调用Matlab的内置函数一样方便。MEX文件是由原C代码加上MEX文件专用的接口函数后编译而成的。
$ }2 V  x8 K6 h可以这样理解，MEX文件实现了一种接口，它把在Matlab中调用函数时输入的自变量通过特定的接口调入了C函数，得出的结果再通过该接口调回Matlab。该特定接口的操作，包含在mexFunction这个函数中，由使用者具体设定。
所以现在我们要写一个包含add和mexFunction的C文件，Matlab调用函数，把函数中的自变量（如上例中的1.1和2.2）传给mexFunction的一个参数，mexFunction把该值传给add，把得出的结果传回给mexFunction的另一个参数，Matlab通过该参数来给出在Matlab语句中调用函数时的输出值（如上例中的a）。
& ]$ s: q! T. X. D比如该C文件已写好，名为add.c。那么在Matlab中，输入：
8 h. @9 n1 Y& |>> mex add.c
就能把add.c编译为MEX文件（编译器的设置使用指令mex -setup），在Windows中，MEX文件类型为mexw32，即现在我们得出add.mexw32文件。现在，我们就可以像调用M函数那样调用MEX文件，如上面说到的例子。所以，通过MEX文件，使用C函数就和使用M函数是一样的了。
我们现在来说mexFunction怎样写。
mexFunction的定义为：
void mexFunction(
$ g5 h9 T9 R2 _; u8 m1 |6 D* Q1 m　　　　　int nlhs,
3 d9 \+ Q0 G, W5 E6 U% q+ }　　　　　mxArray *plhs[],
　　　　　int nrhs,
7 e! ]+ ~7 {! r% |6 N　　　　　const mxArray *prhs[]) {
" e' s$ ?4 h& U) p4 o/ f
}
: R# x$ s& z+ u% P7 E1 X, K可以看到，mexFunction是没返回值的，它不是通过返回值把结果传回Matlab的，而是通过对参数plhs的赋值。mexFunction的四个参数皆是说明Matlab调用MEX文件时的具体信息，如这样调用函数时：
>> b = 1.1; c = 2.2;
>> a = add(b, c)
mexFunction四个参数的意思为：
nlhs = 1，说明调用语句左手面（lhs－left hand side）有一个变量，即a。
5 H: [& W; M  l" y5 D& ~nrhs = 2，说明调用语句右手面（rhs－right hand side）有两个自变量，即b和c。
/ |8 e" m( N4 H6 }2 y. Vplhs是一个数组，其内容为指针，该指针指向数据类型mxArray。因为现在左手面只有一个变量，即该数组只有一个指针，plhs[0]指向的结果会赋值给a。
- t; t; G: K& V  ]  c! ~prhs和plhs类似，因为右手面有两个自变量，即该数组有两个指针，prhs[0]指向了b，prhs[1]指向了c。要注意prhs是const的指针数组，即不能改变其指向内容。
因为Matlab最基本的单元为array，无论是什么类型也好，如有double array、 cell array、 struct array……所以a,b,c都是array，b = 1.1便是一个1x1的double array。而在C语言中，Matlab的array使用mxArray类型来表示。所以就不难明白为什么plhs和prhs都是指向mxArray类型的指针数组。
+ _* R3 Q* [& b& T# p完整的add.c如下：
, A4 |- p+ M( j7 H) I. [" g// add.c
2 u. L$ ^6 U5 T. p' N5 d& T#include "mex.h" // 使用MEX文件必须包含的头文件 // 执行具体工作的C函数
- U8 U9 {  M  {1 Y" kdouble add(double x, double y) {
　return x + y;
} // MEX文件接口函数
void mexFunction(
# I9 `# i, Q8 U) T　int nlhs,
　mxArray *plhs[],
　int nrhs,
　const mxArray *prhs[]) {
　double *a;
　double b, c;
　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
　a = mxGetPr(plhs[0]);
( L( }6 v3 s# P  k7 Y: m　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
　*a = add(b, c);
; p. q, E& y  S8 P# k% F}
' E6 D/ E& F/ j4 n8 ?mexFunction的内容是什么意思呢？我们知道，如果这样调用函数时：
% W- v  Z$ c/ q5 w: m0 r! ~  ?$ }>> output = add(1.1, 2.2);
在未涉及具体的计算时，output的值是未知的，是未赋值的。所以在具体的程序中，我们建立一个1x1的实double矩阵（使用mxCreateDoubleMatrix函数，其返回指向刚建立的mxArray的指针），然后令plhs[0]指向它。接着令指针a指向plhs[0]所指向的mxArray的第一个元素（使用mxGetPr函数，返回指向mxArray的首元素的指针）。同样地，我们把prhs[0]和prhs[1]所指向的元素（即1.1和2.2）取出来赋给b和c。于是我们可以把b和c作自变量传给函数add，得出给果赋给指针a所指向的mxArray中的元素。因为a是指向plhs[0]所指向的mxArray的元素，所以最后作输出时，plhs[0]所指向的mxArray赋值给output，则output便是已计算好的结果了。
$ e1 e  W: x/ g$ g$ Y上面说的一大堆指向这指向那，什么mxArray，初学者肯定都会被弄到头晕眼花了。很抱歉，要搞清楚这些乱糟糟的关系，只有多看多练。
) J9 i/ V. I4 {' W  c6 t# \& @实际上mexFunction是没有这么简单的，我们要对用户的输入自变量的个数和类型进行测试，以确保
输入正确。如在add函数的例子中，用户输入char array便是一种错误了。
% c  A% f# d  P2 n) X从上面的讲述中我们总结出，MEX文件实现了一种接口，把C语言中的计算结果适当地返回给Matlab罢了。当我们已经有用C编写的大型程序时，大可不必在Matlab里重写，只写个接口，做成MEX文件就成了。另外，在Matlab程序中的部份计算瓶颈（如循环），可通过MEX文件用C语言实现，以提高计算速度。

: u) c, M) N- H, j( j*********************************************************************************************************************************************

% x& S5 G9 N; F: }5 c) Ymex 的目的,
2 ^( I+ x6 [+ \( d8 t  V8 S
" t9 l' I1 ~3 q6 [; J' k# i通过C/C++语言编写代码,在Matlab中将其编译成mex文件主要可以做以下几方面的事情：

1、加快程序的执行速度. Matlab在for上如老牛拉车的速度确实让人抓狂.

2、将Matlab作为C++的开发调试环境.尤其是有大量数据需要处理时,用Matlab观察其中间结果十分方便.

3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.

/ }; t- o0 n" N1 @, U& x) ?- H* y3 }今天写了第一个使用MEX.

& \$ C, D8 `+ d5 Z一个简单的对Matlab普通数值矩阵的操作.

其中Matlab规定的与操作系统版本有关的mwSize,mwIndex, size_t在32位系统上其实本质上就是int,所以

. I: C& A/ K. S1 m% q一律用int代替.

#include "mex.h"
/ h- R3 j5 y) o: ?% C$ D#include <iostream>

: g. p8 |8 ~: l# ^- _void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
{

int i,j,k;
7 w* A* r% ~$ W& q. F! _4 ?int index;
double* pr=NULL;
double* pi=NULL;
5 `1 m7 c' @; L8 g0 @& Nint M,N;
int ndim;
int dims[2];
for (i=0;i<nrhs;i++)
; ]7 f4 h# j3 L2 E. j, i$ c& B{
( t( I1 P. `; O: t% }6 F9 b% G, B   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
) E. T8 t  G8 p6 S8 Q   {
    pr=mxGetPr(prhs);
    pi=mxGetPi(prhs);
% \2 d7 q, z8 Z6 e" _4 {    M=mxGetM(prhs);
    N=mxGetN(prhs);
) U; `! w6 N  T9 y* h! E    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);
; ?$ Z- y& B8 h. S
    mexPrintf("变量%d:\n",i);
    for (j=0;j<M;j++)
4 c- [2 A- o. i: P0 y2 s0 q" H! Q) t7 b    {
     dims[0]=j;
     for (k=0;k<N;k++)
/ S6 l6 L1 h7 E     {
      dims[1]=k;
" A* p3 I4 s3 m      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
7 t/ i+ j- Z! N/ g      if (pi==NULL)
. N9 {$ i/ t' [6 I( P2 r+ N0 i      {
       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
3 {( z- p1 K, V5 b0 F4 D) N      else{
       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
: _/ n! W0 V6 i' l! S" M      }
     }
4 N  U: w+ x3 r0 n     mexPrintf("\n");
$ o; ]% M5 u* j" ^3 u/ j
& h4 b/ T" h0 [! j- P    }
  
4 ^$ g2 {; O# U5 K) i- X. Z   }
   else{
    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
}
- i: S4 c1 {. Q/ I$ j. D

}
1 e( y& j, {7 d8 W( F! e
}

- B: q' q! j& c5 _- ]Result:
5 d3 ^+ k. @% H0 @( }
" Z% [0 C: l& M3 [# O0 z>>mex test.cpp
>> test(a,b,c)
$ h0 e4 \. h, c% b变量0:
0.35 0.62 0.83
; u  i) ?' [6 q7 J& x" l1 R0.20 0.47 0.59
0.25 0.35 0.55
* k0 ]* V# L# s4 b变量1:
2 e  X5 B9 A" s9 H# R8 E0.92 0.38 0.53 0.57
0.29 0.57 0.78 0.47
0.76 0.08 0.93 0.01
/ Z7 d  M) u  B1 r+ q" y* Q0 @0.75 0.05 0.13 0.34
变量2:
$ x2 _" Y- T) Q* A0.16+   0.87j 0.60+   0.43j 0.45+   0.14j 0.83+   0.85j 0.11+   0.08j
0.79+   0.08j 0.26+   0.91j 0.08+   0.87j 0.54+   0.62j 0.96+   0.24j
3 i; \$ E4 L0 N4 S0.31+   0.40j 0.65+   0.18j 0.23+   0.58j 1.00+   0.35j 0.00+   0.12j
0.53+   0.26j 0.69+   0.26j 0.91+   0.55j 0.08+   0.51j 0.77+   0.18j
) U. K; b" t. V8 U0 E7 A, H0.17+   0.80j 0.75+   0.15j 0.15+   0.14j 0.44+   0.40j 0.82+   0.24j
>> help test
本程序用于调试mx______函数.
7 r3 j* w" H& [

6 @2 v7 O& f, `& p  z2 W6 l本文来自: 高校自动化网(Www.zdh1909.com) 详细出处参考(转载请保留本链接)：http://www.zdh1909.com/html/matlab/14744.html
, Y& ?; r0 Z. m) o4 w8 X1 Y5 m$ B
9 Z  B) w. o; a' k下面是其附件，内容一样，方便下载 Matlab调用c程序.doc (41.5 KB, 下载次数: 10)

2012-8-28 20:47 上传

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天海星云

很不错的资源

wangtianyang

嗯嗯，很好谢谢楼主

gucci_purple

顶一下。谢谢楼主啊~~

tequila33

很实用啊....谢谢楼主~

lieove

为什么不直接用matlab的m文件写成一个函数得了啊！！！何必这样麻烦呢？

zzllnnhh007

谢谢数学中国的老师们，老师辛苦了

墨羽飞

谢谢楼主~~~~~~~

fjnanyuan

好高级啊，为什么要10个字符啊

jonejack11

正是我想要了解的，其实编程是相通的，关键是怎么编