Matlab调用c程序

梦溪517

Matlab调用c程序
6 ?6 }' Y- u. V5 e文章来源：不详 作者：佚名

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. Y9 f$ b$ f1 [+ S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：
键入命令：mex -setup；
: L7 x1 w; J. V& p3 z" A8 i8 C选择c/c++编译器；
5 q: s, p5 f4 r( q- I! C) ]5 t选择c/c++编译器版本；
确认。
6 h! r9 E, z1 `! X第二步：键入：mex *.c

*********************************************************************************************************************************************
0 z3 {' o& Y4 x% V/ X* t
实例介绍：【转】

0 T1 T5 L; n+ P! ~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：
3 O  S  B: G6 n3 H2 Udouble add(double x, double y) {
　return x + y;
}
1 V+ Z/ I( y" E; y! U现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
>> a = add(1.1, 2.2)
) s6 f# v4 t/ `  E4 N3.3000
. |% Z& U8 {7 W; B' A要得出以上的结果，那应该怎样做呢？
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。
  b# B" ^) O+ `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）。
比如该C文件已写好，名为add.c。那么在Matlab中，输入：
>> mex add.c
% x7 n( C9 V& P, R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。
6 U! A) J$ [# m* c我们现在来说mexFunction怎样写。
3 |' R8 H7 ~8 D$ E! {- B. CmexFunction的定义为：
void mexFunction(
　　　　　int nlhs,
' ^% `- [8 m+ Y; I- C2 ~　　　　　mxArray *plhs[],
) y; O  ~  ]  t& r　　　　　int nrhs,
　　　　　const mxArray *prhs[]) {
% w  ]3 w; Z) y$ O2 J* N3 J
) Q- w# l9 G4 X( d2 y: B5 `}
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：
0 I8 W% }: E7 A>> 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 f1 a/ h3 I3 f9 Mnrhs = 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。
. T" e! ?* {1 K4 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。
! |. j$ a8 |7 t2 s5 W& p0 j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。
完整的add.c如下：
% i  T: Z9 n" v// add.c
+ b' f  D0 u2 f' g. g& T# U! 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
1 `5 ~& k2 Y. w7 I" R# bdouble add(double x, double y) {
　return x + y;
} // MEX文件接口函数
, q; t. p3 Y, ^; [  Mvoid mexFunction(
　int nlhs,
　mxArray *plhs[],
　int nrhs,
　const mxArray *prhs[]) {
　double *a;
　double b, c;
/ D; H& {, G. t- }% p　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
　a = mxGetPr(plhs[0]);
0 K5 J" n% K+ j' |3 y1 `) Z; F' s# m　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
) _9 g3 g6 g" I9 l7 {$ K" S　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
　*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：
>> output = add(1.1, 2.2);
  I6 P3 _; w& I2 d) }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。
* O2 \4 Y# A+ M) _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
6 n" ^3 H' J5 c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。

# A  f+ z& w) S*********************************************************************************************************************************************
& t# `9 u0 [- G: |
" g0 p+ v8 g- l* f- p8 M, l" W, n# ?mex 的目的,

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.

* }1 }6 i3 D; D* H# M' U- w2、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.

4 M+ X# q& C* f3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.
) ?: W8 Z1 c% }8 p& I% O. \
1 K0 x4 [: r! [8 B+ X' s# g$ M今天写了第一个使用MEX.

) L; l$ [4 V" w4 m一个简单的对Matlab普通数值矩阵的操作.

1 Z* x6 D2 O9 U" K5 [% F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

一律用int代替.
; B: u  }) P; e" F" l
#include "mex.h"
2 m# i' t. D. g+ l) R#include <iostream>

+ f: V- u$ S0 s5 v" c# ?% pvoid mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
1 }- i  R( M, S1 W- ]" `$ u{

int i,j,k;
int index;
double* pr=NULL;
5 T/ Y! N+ V3 V; E- n4 k$ K8 j* ldouble* pi=NULL;
int M,N;
9 x1 ~4 d' k' \/ Rint ndim;
! ]- w( F7 H; a4 m5 r! xint dims[2];
: G) I1 \! p% q: t2 jfor (i=0;i<nrhs;i++)
{
   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
& |1 c4 P6 F2 w   {
    pr=mxGetPr(prhs);
    pi=mxGetPi(prhs);
) J; W3 z: K) k0 b    M=mxGetM(prhs);
$ ~# j# T$ E. C. ~. ?. j    N=mxGetN(prhs);
    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);
4 i3 F  R/ B# i( f) Z/ ?# ]
1 k9 h! `6 A  }    mexPrintf("变量%d:\n",i);
7 ?. N0 b+ i9 q# Y% }! H    for (j=0;j<M;j++)
% v) O) L+ m3 s* E    {
! a; N, }! ?( \2 B/ J9 p" u: S     dims[0]=j;
1 b. a% q2 P0 \9 B- b; [% m     for (k=0;k<N;k++)
/ S" I2 w4 X1 }# o0 v" ?2 y$ M1 r     {
6 O) u# S' ^- s/ x& v# V      dims[1]=k;
$ [" M; o' v% K" [" h      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
      if (pi==NULL)
& ?! \$ w! \, k      {
       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
      else{
       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
7 o3 T- i7 p" |" r: X      }
     }
" e9 k8 G5 G5 H# B     mexPrintf("\n");
& G  N! C( i! z! a' y" m
( g- R3 R9 l- ]9 @$ G* F( D    }
  
   }
. s* e( ~# S0 x1 I: j9 t" L4 y3 W% c4 O   else{
& z" @" U" W7 [3 K% Y9 R% q& ^    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
}


}

% z9 j1 ~2 X/ x2 O& w}
; ]8 W3 T4 @/ J) |8 Z
Result:
# l1 o3 @! p2 c
>>mex test.cpp
>> test(a,b,c)
3 S, `  z9 T8 w4 W: W( d4 n- W变量0:
0.35 0.62 0.83
0.20 0.47 0.59
" ^4 i% A; {9 ]% z& k. \0.25 0.35 0.55
变量1:
0.92 0.38 0.53 0.57
0.29 0.57 0.78 0.47
0.76 0.08 0.93 0.01
0.75 0.05 0.13 0.34
* S) v- D8 c2 D) h4 y变量2:
0.16+   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
3 e" K& J& ^+ F9 b/ u0.53+   0.26j 0.69+   0.26j 0.91+   0.55j 0.08+   0.51j 0.77+   0.18j
0.17+   0.80j 0.75+   0.15j 0.15+   0.14j 0.44+   0.40j 0.82+   0.24j
>> help test
' k5 p( _: O9 q0 m( M: {3 G0 v本程序用于调试mx______函数.


, Y) o2 g! f7 b2 n4 O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

$ b1 R5 C+ t1 I; G/ t" }$ `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