Matlab调用c程序

梦溪517

, |) a1 u6 k% r5 h/ eMatlab调用c程序
2 h5 C! o. _! V% v( h文章来源：不详 作者：佚名
9 X( V" _+ o" F5 `! b3 I! ~6 o
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4 T# j6 |% q$ |4 Y, O该文章讲述了Matlab调用c程序.

方法：
! Q4 b6 }" j5 q; f: q" k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；
, |3 k; m6 f) w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
, C% k2 X0 N' v5 x. I  e
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0 W0 s0 X# [$ f/ u/ ]9 N实例介绍：【转】

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) {
6 X5 Q  R8 m8 z' B　return x + y;
% v% A9 [% L- P7 f' @5 h/ z}
, K; g8 ]& H' F) |* q1 k现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
3 |3 h+ S# C, Q: c/ @>> a = add(1.1, 2.2)
3.3000
要得出以上的结果，那应该怎样做呢？
" }0 G! x/ f7 \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）。
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。
$ y  ~/ [5 m5 j' b我们现在来说mexFunction怎样写。
. A5 k& N! z7 p, l2 D. d0 kmexFunction的定义为：
3 ^; ]2 Y8 ^0 N* E, b1 }8 f7 @( A( xvoid mexFunction(
　　　　　int nlhs,
　　　　　mxArray *plhs[],
　　　　　int nrhs,
　　　　　const mxArray *prhs[]) {
& t6 m' H. |$ K( [" O) a& u
}
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。
# A3 Z, B( X) o# t* ]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。
' ?: K$ e% t$ Y; w: \( g; zplhs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。
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。
6 e1 @! _. M  h9 X8 B完整的add.c如下：
// add.c
# E1 T3 m6 q7 f- d/ L* ?& L#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;
8 N2 \9 k+ C$ {" y} // MEX文件接口函数
void mexFunction(
/ p0 h3 y! o& R; v　int nlhs,
' Z2 ], F( `5 u( Y9 p; i　mxArray *plhs[],
　int nrhs,
! v$ r/ J  Q8 Q+ ]! k% I- m　const mxArray *prhs[]) {
　double *a;
$ x) L8 L, d. v# W　double b, c;
; \9 m1 E3 v/ R, E  x/ N% p( G　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
" ]* \4 ?5 ~2 S) v7 Y　a = mxGetPr(plhs[0]);
' `+ X- E- ?8 D  I+ A2 s　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
$ I; y6 i% [" Y* l: e　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
6 G+ A  L- L6 a4 W　*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);
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。
5 W6 I) V5 i8 U  ~& u+ W: M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。
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
: e  D5 e" e: \1 N# i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。
/ B3 C/ |6 q, s. c5 j, V
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7 h7 l! I2 y- x) J. j6 H
mex 的目的,

7 u, j1 V1 k- z7 g$ I2 E  P2 D0 O6 i$ J: 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：
" G# W9 d- v. g! z3 x5 Z
0 [: U; o8 y8 M9 d8 b3 |9 c1、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 q+ V( x5 M2 i: j
9 w/ }7 O1 q# X4 ?$ E2、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.

" G) f3 o/ g' [: x; k+ [) ]+ g3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.

今天写了第一个使用MEX.
% s* E' @' g! n1 y
- D# \2 F; y: _* z! R2 {: R一个简单的对Matlab普通数值矩阵的操作.
' T; e" o7 w) I$ Z- k* ?9 O6 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
$ h1 s) v# {& w$ T' L' h9 v& _
% v1 c: q' X4 f一律用int代替.

" p) i1 N. X- V9 a! U2 V#include "mex.h"
#include <iostream>

+ n& `0 ^, y2 wvoid mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
{

3 W& s/ B9 g0 R: R( [int i,j,k;
- |& O% ~; n; d2 s+ [int index;
double* pr=NULL;
+ \1 E) [& @' C7 ~double* pi=NULL;
/ z7 h& g" n$ C& A( U, Q5 x) `int M,N;
7 q( }$ Z) d" p8 @# oint ndim;
int dims[2];
9 W3 g. M2 \/ t: G& R0 [for (i=0;i<nrhs;i++)
{
/ K+ m5 ]/ ]1 \# Y: `" q3 m  [   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
3 O5 B" v: K- I   {
    pr=mxGetPr(prhs);
/ W  `& u+ Z* ?% S6 g    pi=mxGetPi(prhs);
    M=mxGetM(prhs);
    N=mxGetN(prhs);
. n4 {8 f3 X3 @4 d    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);
7 N6 R. V3 w7 W9 x; z8 D
6 M2 p8 W! [4 z. |    mexPrintf("变量%d:\n",i);
# d. r5 u1 H& p9 A/ R    for (j=0;j<M;j++)
2 T9 c8 [; ~/ e. M' f/ z7 C    {
     dims[0]=j;
1 g: N, `5 Y5 U: ]     for (k=0;k<N;k++)
     {
+ m  r. i$ F0 |      dims[1]=k;
6 k/ Y; H! J. Z3 w! j! c" g, b      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
6 C$ S7 E" q5 c, S8 M5 @      if (pi==NULL)
      {
  N* z) L4 u& J1 g; @# _" [       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
      else{
       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
      }
     }
2 @% Q; {3 h' S& H$ D     mexPrintf("\n");

2 `; v2 E& ]0 S' T# W    }
5 g0 V9 `* h* L* f8 f+ M1 R  
; q6 Q( Q0 b' q  g  u/ f6 n   }
5 I5 {. Q4 j3 p- E' A6 D   else{
    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
}
# z0 S: j6 T6 Q* o7 T, Y3 v

}
+ T% l8 X7 G. L. Y
}
* l5 n& e( e- w, Z6 z
0 @4 H8 l, |' j7 L" N4 U1 OResult:
' F  z# f$ _( F6 x
4 }' G& {: _, L! q>>mex test.cpp
>> test(a,b,c)
变量0:
0.35 0.62 0.83
: z/ f  m: C8 k3 x0.20 0.47 0.59
0.25 0.35 0.55
3 _' {+ T1 @! F8 P; n; M& E# e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
; Q1 g2 V9 \- |  s5 w8 q0.75 0.05 0.13 0.34
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
  N/ @6 l. H- N6 |+ X( k0.53+   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
& c; L6 @( x4 c, D% ]+ N; H>> help test
- M# }* i6 y, X本程序用于调试mx______函数.
+ b+ n+ i5 J1 A! g

/ o1 B4 f4 D  V3 N+ a1 u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

# u  N8 m& X# Z% M) b$ w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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pcyaoqiang

支持一下啊！！

jonejack11

正是我想要了解的，其实编程是相通的，关键是怎么编

fjnanyuan

好高级啊，为什么要10个字符啊

墨羽飞

谢谢楼主~~~~~~~

zzllnnhh007

谢谢数学中国的老师们，老师辛苦了

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？

tequila33

很实用啊....谢谢楼主~

gucci_purple

顶一下。谢谢楼主啊~~

wangtianyang

嗯嗯，很好谢谢楼主