Matlab调用c程序

梦溪517

' w0 K  R; _  FMatlab调用c程序
- i  t% \' c) `- f文章来源：不详 作者：佚名

6 ~- I; ^0 g7 O8 D  h$ ?8 j--------------------------------------------------------------------------------
! ?% W) ?3 {/ J* N. Q& Z* N
9 ]; ?7 {6 g) s2 d  z该文章讲述了Matlab调用c程序.

方法：
第一步：要先在matlab中安装c程序编译器，步骤如下：
7 x8 S9 }5 E* P& k7 w( f. L键入命令：mex -setup；
选择c/c++编译器；
选择c/c++编译器版本；
确认。
第二步：键入：mex *.c

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- F# T/ s3 C) N实例介绍：【转】
$ {3 i) I1 |, j/ i" B8 W$ m2 _
7 F$ ^/ k( m( {% C, f$ z( @. L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：
9 t. A! }. m; w) gdouble add(double x, double y) {
0 @! b, R* |& l　return x + y;
}
  I% _. d1 ]9 }5 O: T现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
>> a = add(1.1, 2.2)
6 x$ Y( }* B9 X8 B3.3000
- M5 d( V7 w! V要得出以上的结果，那应该怎样做呢？
6 B# ^+ B( n, z+ M2 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。
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）。
$ ^/ h" l4 h" C. v( V! E* Y$ f0 ~比如该C文件已写好，名为add.c。那么在Matlab中，输入：
>> 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。
4 C( U+ a) k( c: U6 |% U! n* K我们现在来说mexFunction怎样写。
5 @- D9 |/ m4 a6 \) \% umexFunction的定义为：
5 a* |! G! U! I  B5 L0 }0 `$ Bvoid mexFunction(
6 W: ^' J1 e) ]7 e　　　　　int nlhs,
　　　　　mxArray *plhs[],
　　　　　int nrhs,
! v% T! ?, ]; l+ A　　　　　const mxArray *prhs[]) {
; o* T3 {5 M2 I# l
: j, ]4 ~0 C3 U8 E5 d: P}
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)
+ Z% Q: N. |4 a; ]mexFunction四个参数的意思为：
! d' i" d' g4 fnlhs = 1，说明调用语句左手面（lhs－left hand side）有一个变量，即a。
" w! ]. B/ }3 |* _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 d& |0 r; d4 w6 b7 ?) Rprhs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。
% d* E+ W# R% q1 r! `完整的add.c如下：
// add.c
" e3 d- a" Q( T. K5 M#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
double add(double x, double y) {
　return x + y;
} // MEX文件接口函数
0 Z! l! F1 s1 {void mexFunction(
4 A! O+ X4 e) G. `% S7 u8 ~　int nlhs,
! }* n+ {/ `/ b5 K9 @　mxArray *plhs[],
　int nrhs,
　const mxArray *prhs[]) {
　double *a;
　double b, c;
( ?6 L7 Y6 Q6 B$ _　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
　a = mxGetPr(plhs[0]);
　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
. g' `& L- O- B) |" Q　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
4 [, Q. O5 }% |1 f7 x3 N/ \0 B　*a = add(b, c);
}
mexFunction的内容是什么意思呢？我们知道，如果这样调用函数时：
' O/ J/ ?6 |  ?' n8 n. s' ~>> 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。
. I# ]4 B* j) O, U1 r6 u0 W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。
, I9 {3 W* e8 x2 E/ E. B/ ]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。

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! B+ e4 y/ Z8 h, omex 的目的,

, a+ A7 v" e/ Q& s6 ]' {2 i2 u9 _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.
& S: {3 N9 N7 k3 C
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.
5 t3 c2 n, M2 m$ b% I$ g" S
, l  B* y5 ~5 l7 f5 l7 h3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.
2 B2 h- X+ V, y- n! i. w1 w
今天写了第一个使用MEX.
5 s  [. e4 u; F. w2 s6 h; |0 `
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

- H; z7 H! g( @$ y7 a) i; B一律用int代替.
: I, Q# F$ C/ A/ m3 W6 |
#include "mex.h"
#include <iostream>
) D3 ~6 S8 ?4 q/ U( T% j$ V
. `' S/ z  V; p. ~& u5 M8 mvoid mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
{
% r/ A* B! O' n) g, X1 D5 i6 {; i
int i,j,k;
int index;
double* pr=NULL;
  V: f# J3 Z2 `1 M# Y- @double* pi=NULL;
int M,N;
int ndim;
8 d1 ~5 m# L/ X/ u! Xint dims[2];
for (i=0;i<nrhs;i++)
{
# j# O$ ?& \" ]8 t3 |- J) R' @# ^) K   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
   {
    pr=mxGetPr(prhs);
    pi=mxGetPi(prhs);
  S0 w) j5 A+ @" }  b  |    M=mxGetM(prhs);
5 _, d' }# V: c' O( B  a# F    N=mxGetN(prhs);
    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);
" p4 S! O* H7 ]* K% e% |4 S& P3 p
    mexPrintf("变量%d:\n",i);
    for (j=0;j<M;j++)
    {
     dims[0]=j;
. u% ]; u0 f0 j" L- H% j8 a     for (k=0;k<N;k++)
     {
      dims[1]=k;
      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
- B# w7 t% K& [$ m      if (pi==NULL)
      {
, t' ^5 C1 O1 M- D+ u5 x: ^       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
# X1 X* h7 x8 G2 N      else{
! {" e$ M& `0 |# T- u       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
2 @6 P# E) V  E7 p2 A, C      }
     }
5 ~: A3 e  d9 ~( G     mexPrintf("\n");

    }
  
   }
" ~" l- N6 K6 b, D7 f: a   else{
3 [# g) t  c$ o    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
! k* |; ?: y# `/ W}

( ?" a- a) Z! {! A
8 h5 I: s1 u, `4 E}

( j. i, @! U7 g# j- ]5 B1 Z+ R}

2 c2 \& j8 w9 ?% d; PResult:
( A$ b: I8 N4 G+ Z
>>mex test.cpp
>> test(a,b,c)
变量0:
0.35 0.62 0.83
0.20 0.47 0.59
% z. ?  ]1 M* F- `& S, ?( J: A0.25 0.35 0.55
& D6 V4 L. k5 ]3 m; P/ N' J+ d变量1:
0 |" D5 A% h: f/ |& S0.92 0.38 0.53 0.57
# z; J( B! {( {0.29 0.57 0.78 0.47
& R& b& |% C1 ]! D0.76 0.08 0.93 0.01
5 h" n! i5 d2 R- V3 q0.75 0.05 0.13 0.34
变量2:
; H7 g) n" u  M# w- h' k, T0.16+   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
0.31+   0.40j 0.65+   0.18j 0.23+   0.58j 1.00+   0.35j 0.00+   0.12j
, s9 _2 [- U2 p! n' e6 I; i0.53+   0.26j 0.69+   0.26j 0.91+   0.55j 0.08+   0.51j 0.77+   0.18j
9 _7 m4 s6 `) q0.17+   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.

: b3 U& i* w& ^
/ e% A. ^% Y; u3 X9 j3 z7 x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
& i- ]( H; `, Z2 z, I! r) m1 H( [
  n' D# [( {* `" O: A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