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
% ]$ H$ m( o' _8 H
) U4 N; I3 R) B; }9 }% c--------------------------------------------------------------------------------

该文章讲述了Matlab调用c程序.

方法：
/ a$ w4 E* V+ Q; E6 ^第一步：要先在matlab中安装c程序编译器，步骤如下：
' F6 }+ k: b" B4 ?. g键入命令：mex -setup；
选择c/c++编译器；
选择c/c++编译器版本；
0 m# r3 C; B7 t6 w. h确认。
$ H( T" y( [" j" q! M( C$ q) B+ W9 D第二步：键入：mex *.c

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, C$ b. F. V8 \% o0 T" U
2 Z% \( s/ Z# |, |: V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：
5 ~: Y. @! F, D$ ~' {  ndouble add(double x, double y) {
　return x + y;
' N1 `- @% P9 Y3 O) _}
现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
# w: b* d9 N; y/ f>> a = add(1.1, 2.2)
3.3000
" Q6 i- V( E! Z; n2 `& f1 ^# M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。
: Z/ N  @: ^: U4 q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：
# I2 @% ~- w+ g4 p% I>> 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。
) J& w( M. d& h' _/ d# o9 R我们现在来说mexFunction怎样写。
/ a8 E9 g9 m" N7 C6 R) `mexFunction的定义为：
void mexFunction(
+ @# |( ~1 z% H7 p1 ~) }　　　　　int nlhs,
　　　　　mxArray *plhs[],
　　　　　int nrhs,
1 w* V1 ~& _7 L6 g$ S; q& B　　　　　const mxArray *prhs[]) {
8 N8 W4 t7 a2 h: \* o& J
}
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;
* f9 E+ D: |0 S>> 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。
# z, r! a8 q8 I/ a: Cnrhs = 2，说明调用语句右手面（rhs－right hand side）有两个自变量，即b和c。
$ h% ~4 R0 S, x* r# W3 A$ M0 }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; i+ |/ N% Q" v# F) Y% R; M- 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。
完整的add.c如下：
0 E& q+ n9 r" f// 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
' i# T5 {+ O9 c: C' qdouble add(double x, double y) {
  x# E) G' v% f& h　return x + y;
- a7 |. x: k# Z0 D' ~1 ^} // MEX文件接口函数
9 m/ }& t5 v  H- \void mexFunction(
, t5 l, K8 B4 G: S　int nlhs,
, K1 y/ _# c+ E# H0 k# x- e　mxArray *plhs[],
, S8 c* c7 f* K" i　int nrhs,
　const mxArray *prhs[]) {
　double *a;
　double b, c;
% ~$ x$ g# M. D: R　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
9 s$ T; f8 o$ K4 m　a = mxGetPr(plhs[0]);
　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
　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：
( p; d! s# {3 p7 n9 J- G# j' d/ H  P>> output = add(1.1, 2.2);
2 r# g. }- T# q: a8 [0 H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。
" I0 N0 _( q- g* ^4 i0 d, {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
  u. S* p* |% z8 z) a, N/ N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。
3 T& p' z( u8 g+ x# V% h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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! |. S2 l1 t) c3 z3 w/ y' |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：
) }: F- A4 k) U
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.

( V9 h' S" w) x3 l, m+ ?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.
! ]/ x6 n0 \' N) I: J; L; G4 N
3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.
  F5 m. o5 J. H# ~
今天写了第一个使用MEX.
5 \4 l) p0 D# i7 k2 E& j  y! f
一个简单的对Matlab普通数值矩阵的操作.
# T* y6 y1 V) N* ]6 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
2 T) x) x5 ?& G" {/ M$ S
  O2 O2 L4 M$ g% s0 G+ y一律用int代替.
. X3 c: a. [$ G5 H9 Q. M$ |
; [5 s! _& W. d( B$ A#include "mex.h"
9 P3 r  h: m( f. O+ v#include <iostream>
5 b" n! W4 e* l7 G
6 z$ }8 R/ x2 L7 e6 Q$ Ovoid mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
- z1 T* b: T0 |3 ^+ P  C{

int i,j,k;
3 u7 D' o, b" M/ n4 Lint index;
double* pr=NULL;
double* pi=NULL;
, l$ a% ^* V0 q- m) hint M,N;
, o  C# l# S6 _$ N6 K* l' w9 Dint ndim;
int dims[2];
for (i=0;i<nrhs;i++)
. v  o' p# t8 A( ]+ ]2 n{
1 R# b' X1 X" p0 B( M   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
   {
! {4 l1 h8 W) L# C" q    pr=mxGetPr(prhs);
0 w6 W3 `" b. C% t: r    pi=mxGetPi(prhs);
    M=mxGetM(prhs);
    N=mxGetN(prhs);
    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);

& F) U) L; |+ M/ K    mexPrintf("变量%d:\n",i);
    for (j=0;j<M;j++)
    {
$ ~/ P, @, J- Q+ L1 b     dims[0]=j;
     for (k=0;k<N;k++)
     {
  }+ n8 g4 C$ B4 u+ J5 ~( g7 c4 j      dims[1]=k;
# n/ j9 C. g7 R) k8 R' W# V      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
$ d  O8 t! Q4 x7 J      if (pi==NULL)
      {
6 X% \5 ~9 G$ _7 c       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
      else{
3 `, O; v" m4 E! n       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
      }
& X( s7 S; H: a     }
     mexPrintf("\n");
7 A+ E6 w7 n1 {% W4 ?
    }
  ^( z  v6 O4 m. ?8 k) N  
# {$ `: n9 T  q' o5 o0 n   }
   else{
    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
}


}
) n5 C' r' l8 B' J
}

Result:

>>mex test.cpp
>> test(a,b,c)
' V( B& Z0 e4 K, M' \, p变量0:
0.35 0.62 0.83
3 ~4 g2 P7 h! D& p+ |) Y0.20 0.47 0.59
' _* s& ~) S$ w0.25 0.35 0.55
; B5 S' z/ f! Z9 U  c5 U) V变量1:
( G9 w# {6 y+ c; [7 q7 a2 q9 G- \1 Z$ W0.92 0.38 0.53 0.57
5 B; x( I8 h0 B9 w$ y4 j: L8 c0.29 0.57 0.78 0.47
/ A2 g' K$ @+ y! m4 @3 z0.76 0.08 0.93 0.01
0.75 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
0.53+   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
本程序用于调试mx______函数.


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
1 N$ b  |" |1 d2 H7 t* f- Y: ]
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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