Matlab调用c程序

梦溪517

" a( d' B6 ~% u! V: M$ ?Matlab调用c程序
3 Q. v+ Z, {# p9 b文章来源：不详 作者：佚名
; L2 g; ^# B) f8 D! t
--------------------------------------------------------------------------------

, f! h4 O. ?' n' I: L' A该文章讲述了Matlab调用c程序.

方法：
% {, o  V3 o, ?1 C1 Z第一步：要先在matlab中安装c程序编译器，步骤如下：
' v) F) }: `" k, u键入命令：mex -setup；
% p4 C, u" l! e0 E: _. n$ @! F+ ]* H选择c/c++编译器；
- t) c, V7 r* Y. I- \' ^* H9 K选择c/c++编译器版本；
& U9 E0 D5 z/ V$ H8 g确认。
第二步：键入：mex *.c

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

& Q: v  x' y6 H) X) V2 y实例介绍：【转】
) ~2 f3 m6 @0 ^+ I
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：
/ Q2 L! n$ D7 I  d( C) rdouble add(double x, double y) {
　return x + y;
& P: e% z! x! g6 A7 f}
& T/ x( Y6 y& s+ F; G: |) l, ?现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
>> a = add(1.1, 2.2)
1 _% |* w4 |" c" M+ s5 w1 k3 m! w0 ~3.3000
要得出以上的结果，那应该怎样做呢？
% u0 m! p% c, b- A- p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。
  S5 z$ ~+ K8 x/ S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。
- P# A+ o/ T4 C: g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）。
6 H: T# U, C1 p, ^0 O比如该C文件已写好，名为add.c。那么在Matlab中，输入：
>> mex add.c
( Y% c- X- Q# ^3 I7 u! v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：
4 [. A1 X8 Z' k# ?- S7 B  R, [6 `, hvoid mexFunction(
& ~7 B5 r8 c& g$ O" |- m　　　　　int nlhs,
( I" _) C5 y7 d- {* k" j　　　　　mxArray *plhs[],
" J- s0 L. f( a: h  F　　　　　int nrhs,
8 o$ o* K; H* m5 q　　　　　const mxArray *prhs[]) {

}
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;
" \2 ~3 ^& |2 u& u; b>> a = add(b, c)
- Z$ m" a- \' p3 ^% t; zmexFunction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。
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。
plhs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。
4 \' T. c! j1 C4 Wprhs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。
7 A) F$ K2 M# P  n3 Y7 S完整的add.c如下：
$ p& q! m6 @/ c4 u; [// add.c
#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
: Q. e$ Y" p4 idouble add(double x, double y) {
1 f* \4 h- Z" _. N　return x + y;
} // MEX文件接口函数
# `* X5 D- m! u; d/ o, _! y4 Hvoid mexFunction(
& U4 T  `9 M! u! w) u  l2 r; ]　int nlhs,
! d4 G. Y- p) {　mxArray *plhs[],
& u6 g& I: |+ N; q0 z1 Q1 f　int nrhs,
# E( Q: p: z, k8 |" I9 U　const mxArray *prhs[]) {
　double *a;
2 B5 m$ x; Y( C1 R　double b, c;
9 c% E3 i' P  \# a8 V　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
　a = mxGetPr(plhs[0]);
　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
　*a = add(b, c);
) s/ @' ~, r9 c$ i1 D( x, o}
5 z* s! d  q/ i0 [6 v7 A; gmexFunction的内容是什么意思呢？我们知道，如果这样调用函数时：
' k+ C% D( Q' j6 O: b: L>> 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。
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。
( |+ s# ]4 J  D. P' f/ m$ N" f$ Q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。
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。
  ?9 s$ B& U$ L- [* w
, u. L) z- J( ]4 }. b+ j*********************************************************************************************************************************************

# c: |4 v4 t) ?# O* C" B& g1 Umex 的目的,
  }& \; d8 d4 P8 A* p" l& P, B8 D
. d$ ~3 @1 \3 @1 ]1 R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：

+ ]- n& M) b# z1、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.
+ o9 q" m1 K$ r0 ~; k; i
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.
' s6 r5 ~% [/ C0 v8 C
4 Q4 z8 a0 \  s. |0 Y3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.
, ~& l; o8 p! a1 g, v9 T
1 d9 A8 y* L* E今天写了第一个使用MEX.

5 e# c4 F+ H9 ?; s! p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

" W1 n  G4 T9 t  I- {5 @3 s& A一律用int代替.
& e3 P# S7 `6 X( A' H" V& p& B5 ?9 q
. I- A# O( M7 u2 ~0 s/ o9 Y- I8 E#include "mex.h"
% T4 p+ x  @6 u6 K3 S#include <iostream>
: ?1 l; J" m- a
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
{

int i,j,k;
int index;
double* pr=NULL;
double* pi=NULL;
int M,N;
3 R" a1 M5 g6 N; ^$ R7 `# ~! ^- z8 R/ fint ndim;
int dims[2];
& B: D0 V; d( w% h) l* ?1 M; Efor (i=0;i<nrhs;i++)
$ X6 y- @" p: j$ ^4 [{
6 P# S+ `/ Z8 v7 i6 V. p) d   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
% H* m, h2 I& X" J- A* c( a6 B/ V" _; ^   {
9 l0 [" B" ^; v* m( @8 B' w    pr=mxGetPr(prhs);
    pi=mxGetPi(prhs);
    M=mxGetM(prhs);
    N=mxGetN(prhs);
7 G+ G  C6 m7 o7 u* g" F' Q    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);

    mexPrintf("变量%d:\n",i);
    for (j=0;j<M;j++)
    {
     dims[0]=j;
8 E. h  {% h0 f4 H/ R/ o     for (k=0;k<N;k++)
     {
      dims[1]=k;
8 X1 R5 u* Y3 l" _+ e1 E      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
$ }, I! w: u" m* K7 [, R- @0 F      if (pi==NULL)
0 a  q- D$ v; n6 E" A- m0 x      {
5 R! ]# {, [: c# o, P1 x       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
, i! f0 @) f9 L+ \      }
" n- h0 s+ j! P. f3 B- I      else{
9 A& q6 f9 B- D  l       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
      }
! O; i, x$ F; t. G     }
  ]$ Y" i9 E6 W$ ~9 L2 _  X8 K# w     mexPrintf("\n");
$ ]( b, x$ N. a
    }
  
   }
   else{
! R- X# k1 S, \8 t    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
0 E& l% f4 K( O4 [4 N6 N}
- \* i! |7 m. x5 v; S" m

}
- u+ T( p- \& `. a
}

5 I7 I% p0 y2 n% J4 y9 I* M( jResult:
- D& s/ n+ E& s4 Z
>>mex test.cpp
>> test(a,b,c)
- X$ w6 L5 f3 m, `+ E变量0:
; e9 Z9 `/ M7 g: V2 q0.35 0.62 0.83
0.20 0.47 0.59
3 _" \: p3 z% r# ^- e7 _/ E; u0.25 0.35 0.55
* z' t6 j# m  c8 B. f变量1:
0.92 0.38 0.53 0.57
8 w, m6 N( _% ^* O0.29 0.57 0.78 0.47
0.76 0.08 0.93 0.01
0.75 0.05 0.13 0.34
: d, u7 U+ E7 j3 m变量2:
7 M( l9 e- l8 q$ w0.16+   0.87j 0.60+   0.43j 0.45+   0.14j 0.83+   0.85j 0.11+   0.08j
6 }9 \) m, V$ v* x, C0 A0.79+   0.08j 0.26+   0.91j 0.08+   0.87j 0.54+   0.62j 0.96+   0.24j
9 Y! ?5 G* w8 [. k! ]5 i% k0.31+   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. W: N  T3 {3 S8 ?0.17+   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.

8 [8 N/ n3 ?5 w2 u, B
( [# L, T7 L/ u& w- P3 g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
, [* A8 [# t$ S' ]" s, u
5 k6 U# A( Y( D- X8 H4 K. q4 d6 V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

点击文件名下载附件
下载积分: 体力 -2 点

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