Matlab调用c程序

梦溪517

Matlab调用c程序
" v  U) @5 c+ Y6 u) a文章来源：不详 作者：佚名
+ I% O+ f. ?' [2 z. O
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2 j0 G) D& q# o: k6 g/ L
% D# x9 K4 t- }1 M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；
& j4 g0 I1 f8 J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

0 K9 D4 V1 _5 O( ^0 c- P: d*********************************************************************************************************************************************
3 z% @( L3 \5 [! m; I% q
7 e2 Y! K! X  X' ~$ I5 o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) {
- a5 j% @$ X! i0 k$ ~　return x + y;
+ R) ]3 x; Y. o+ d$ t9 k9 d}
现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
& h9 n, Z5 I, B% O>> a = add(1.1, 2.2)
3.3000
要得出以上的结果，那应该怎样做呢？
! H; n) F+ z& s5 g( |1 D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。
( ^& m/ \' W6 D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：
- P- ]: `6 J  u/ R>> mex add.c
0 c# q! A) c9 R4 O5 |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。
9 A) ?( s% n' j& m0 PmexFunction的定义为：
void mexFunction(
　　　　　int nlhs,
8 w: k! o' V1 k" @. y　　　　　mxArray *plhs[],
+ t0 _  N+ @$ `4 r* t　　　　　int nrhs,
1 t! _  f' \0 U, }. I1 h　　　　　const mxArray *prhs[]) {
7 h6 d9 `8 v3 p& a# w
}
+ c# T; ~4 v$ K2 \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：
# D1 t+ x  `1 r9 Bnlhs = 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。
+ v7 O0 k# b" z! r9 s% @+ W2 Z! s9 Tplhs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。
+ ~5 g$ F) g& Z0 U( w+ t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。
5 h, \" q: K1 V6 c- ~% ]完整的add.c如下：
// 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
double add(double x, double y) {
0 W% n8 s9 x/ y: K1 ^+ b　return x + y;
, d! `; r+ Y: s  _+ d} // MEX文件接口函数
3 ^; c. \" b9 c0 X- T6 Gvoid mexFunction(
% U/ S9 o& H" I/ R- W/ V# N) E: ]+ c　int nlhs,
　mxArray *plhs[],
1 e7 ^0 F) U; c' ^. w6 b　int nrhs,
7 O: S2 \  l6 d( z. e5 M' V' d5 t　const mxArray *prhs[]) {
* A! p" P) K* I+ n* m　double *a;
　double b, c;
( A) `! x4 H' \4 L5 J* f& z　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
　a = mxGetPr(plhs[0]);
　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
/ t- e# Y+ ]) ~" u! J' V  Q　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
- |! s9 m( [, U( B. i7 a' y　*a = add(b, c);
}
- w4 Y+ x5 \8 [mexFunction的内容是什么意思呢？我们知道，如果这样调用函数时：
" J( S* ?* D  i) U! ?>> 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。
3 l% R- `9 a3 y2 b. u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。
% a5 k: n  u: X- @% T+ T& C+ ?/ t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
  Y, b4 M0 J: `( A& z6 e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。
: E3 o. ^/ Y8 B' v, j9 h- T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。

2 [7 X5 r2 e+ ]" q1 O*********************************************************************************************************************************************

) s- t% d& O( ]mex 的目的,
* A6 p  Y& I! ^  K/ [# V" W$ A3 A
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：
3 c( z9 }& F/ x6 I
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.
9 v) J1 D3 @2 ^5 u& ^
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.
* r! I" F' H" i4 A, a. O
  e! n+ _( Q3 p: A& g$ V) Y3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.
2 o3 p# j- P2 u- Z
今天写了第一个使用MEX.
6 p9 v7 Z+ v& G2 O% ]' F  [7 C
0 D3 b3 ?1 c) d, V- z4 m% m+ A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
" u0 u1 _0 O9 |7 `; m
一律用int代替.
" P1 b0 K) g0 e: M2 h
5 w+ f- \" g8 O* _- [! M" k#include "mex.h"
( n9 ~% p/ s& A  E& p#include <iostream>
$ ]9 }( q5 D9 y2 H2 Q. _
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
5 ]7 f7 V& B$ J# a# f2 s% s{

/ Q9 C# \2 q4 R# Mint i,j,k;
, x9 w" \* ~, e6 K7 Pint index;
) U/ W' E7 v5 T' e( p% |; ~- Xdouble* pr=NULL;
double* pi=NULL;
int M,N;
int ndim;
6 z, w2 F' G! M" ^# ~6 Bint dims[2];
for (i=0;i<nrhs;i++)
& R9 M. n8 ?: |& L/ Z6 u% ~{
   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
   {
    pr=mxGetPr(prhs);
9 K& }& |" H% O- E1 ]' c, D& _    pi=mxGetPi(prhs);
    M=mxGetM(prhs);
    N=mxGetN(prhs);
    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);

    mexPrintf("变量%d:\n",i);
8 C7 z) R. O! k& X    for (j=0;j<M;j++)
    {
& ?- A: r! j: v* d1 s3 {+ O     dims[0]=j;
: d: F3 Q: Y; }* [1 M- a     for (k=0;k<N;k++)
     {
5 Y7 I6 ~$ Q& u$ r: V9 {; i      dims[1]=k;
      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
! Y- w7 b2 i4 S2 A* Q  L1 I      if (pi==NULL)
' Y* I; x8 ^, d9 v( f# ]# G      {
( {; \* d& j! y; }       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
      else{
; h6 B% t9 j. M  o% ]: X7 K# @8 z       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
      }
     }
     mexPrintf("\n");
" i' Y  \; U* L* a- W6 t7 P
    }
; j3 j. z2 g" x9 _$ T7 l, d  
( w( v6 o  h; ]/ P5 X6 n   }
  ~1 @$ V, [& P3 I0 e' K1 c   else{
    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
2 i8 D) G  H* q8 d. x" G}


}

}
; u' o6 N" h" r$ w: h4 n; F  U
" p( X3 R4 @3 w% U) O: \) aResult:
) p- W2 \1 C# S
" }- S: w. T  @2 A7 G9 D, \% \: {1 h, Q>>mex test.cpp
7 N4 h) ?& b8 x$ P0 U>> test(a,b,c)
变量0:
0.35 0.62 0.83
0.20 0.47 0.59
* L8 }& ^- a$ _( H9 p  d0.25 0.35 0.55
; y9 G/ g: O/ o变量1:
0.92 0.38 0.53 0.57
0.29 0.57 0.78 0.47
% E2 J  p% T/ t+ V2 [0 A0.76 0.08 0.93 0.01
+ F2 @: y. s) i0 p4 S  a( F$ q1 u0.75 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
+ r* x7 H1 I2 C6 T3 i/ x0.79+   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
( H, F2 F, C( C8 N# x7 U5 C0.53+   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
  p- O, B  i7 z: `! k+ N0 w# }7 a本程序用于调试mx______函数.


+ ~4 u7 u0 ~# R* b! j" ~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  g0 [( |# g6 B) n" {& c1 |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