Matlab调用c程序

梦溪517

Matlab调用c程序
0 x/ k+ n& V4 ~文章来源：不详 作者：佚名

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: c& p3 d1 L/ ]3 K! Z0 r
0 E, s$ A$ n) y7 P0 e( A  S该文章讲述了Matlab调用c程序.

- Y( D5 S" A# H, ]" v方法：
第一步：要先在matlab中安装c程序编译器，步骤如下：
0 @4 ]/ x6 A- _键入命令：mex -setup；
选择c/c++编译器；
% T4 w0 d; e* V# l+ ]8 q选择c/c++编译器版本；
确认。
7 X3 ~) X/ F5 V+ v( U/ ~第二步：键入：mex *.c

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6 h# S0 G2 G! b! h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 ~! W" T% O7 I$ J# [; D$ idouble add(double x, double y) {
　return x + y;
}
现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
>> a = add(1.1, 2.2)
3.3000
2 I# I, s/ L" \. _5 h要得出以上的结果，那应该怎样做呢？
4 n# i9 L1 K" i3 N, ~6 u. f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。
: X: t) B9 i5 K/ X4 ]5 r* F1 L, n* [. Y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。
1 c$ g8 i$ v/ ^  D! v7 n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）。
1 a4 h" b# }% C0 t) t/ ~% e  M比如该C文件已写好，名为add.c。那么在Matlab中，输入：
& ]5 N$ x1 t/ [9 l: g>> 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。
$ a* N2 C8 |/ `, [0 X我们现在来说mexFunction怎样写。
mexFunction的定义为：
void mexFunction(
; [( Y8 [; H9 F& A; z( y　　　　　int nlhs,
　　　　　mxArray *plhs[],
　　　　　int nrhs,
. F4 Q, U4 p) k8 \3 P9 X8 @& V9 p　　　　　const mxArray *prhs[]) {

}
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：
& c: E% y" o6 Q" i; F* Y>> b = 1.1; c = 2.2;
+ h+ O$ y  F2 Q1 A>> 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。
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。
) E, b9 N/ u/ C, L2 |) P% \: T) Pplhs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。
& \7 m$ ^: C$ s( S3 y8 K2 _完整的add.c如下：
// add.c
  O- f) o: O2 r3 W7 Y7 E' P7 f#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) {
% K  H: n, N* y- W/ E( o/ ^1 y　return x + y;
: Q2 \( O- U8 B; D! {' I6 B; B} // MEX文件接口函数
/ B1 x9 S0 B$ g0 c# w5 T1 Cvoid mexFunction(
　int nlhs,
　mxArray *plhs[],
3 {  ]) T% M3 o: b) {$ ~　int nrhs,
　const mxArray *prhs[]) {
# i; i. r3 V/ o: a* ]) e& o　double *a;
　double b, c;
　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
　a = mxGetPr(plhs[0]);
　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
3 m, _- f4 }* ], ^　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
# O% _. }# y3 l+ h( y  K5 g3 V　*a = add(b, c);
}
5 e7 u) |1 {6 C* pmexFunction的内容是什么意思呢？我们知道，如果这样调用函数时：
8 ]3 R1 H/ T- F, H2 k/ @$ Q>> 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。
4 g* g7 _! t. j3 r6 I( A, R& S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。
. J! ~. P/ p9 \( s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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" P; k* f' ~% c8 B9 dmex 的目的,
3 v* r" k" d9 S6 h7 R9 W) Y
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：
$ c( w+ Y, R" a. x5 a7 J3 D: J7 a
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.
8 L5 U: T- a3 ?! E) Z3 e
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.

0 G4 G8 d8 f8 Q& d1 H1 @3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.
$ \' D! G  Y, J$ `
+ Q6 }& K" [$ J! w" u; Y今天写了第一个使用MEX.

( {/ [) \9 t/ g3 u0 X一个简单的对Matlab普通数值矩阵的操作.
! i! B6 d' O- p( H. m# S
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
# }+ x$ Q; H+ c% F
一律用int代替.
  y& W( Z) u: R: m  Q
( w1 C; U+ T% p0 v7 z#include "mex.h"
0 Q1 w+ i8 D8 w& {- m9 F#include <iostream>

% Q7 _% Y6 o  B# ~$ x' hvoid mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
{

* i' `' t% l1 ^, Hint i,j,k;
7 A* N0 a/ u! T* a& K/ Wint index;
3 Z  p( _: O: [8 _: g/ u2 jdouble* pr=NULL;
double* pi=NULL;
int M,N;
: o4 T( `' ~! L" g( n, ~" B1 ~int ndim;
int dims[2];
for (i=0;i<nrhs;i++)
{
5 y9 ?% f( K4 r1 J   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
$ ^0 _# _/ g0 {   {
. r$ n3 i1 q/ x    pr=mxGetPr(prhs);
    pi=mxGetPi(prhs);
4 J4 W! W% h+ J* F) o2 o    M=mxGetM(prhs);
# z0 ~- @1 D! p+ S0 [8 E    N=mxGetN(prhs);
    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);
5 q& _  c5 h/ ]
    mexPrintf("变量%d:\n",i);
    for (j=0;j<M;j++)
" h3 Q* y* u% U    {
     dims[0]=j;
     for (k=0;k<N;k++)
     {
* b; r; Y: [2 G: A" G5 U' L& s6 n      dims[1]=k;
      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
      if (pi==NULL)
      {
; o0 ]" @1 F2 M3 e0 N8 m, b       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
. G: v. _/ ^* |: {      else{
+ h9 H" x6 w- ^* ?2 w, I$ a. A       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
      }
5 p; ~. y1 x# ~, t. v& V8 N  E     }
     mexPrintf("\n");

    }
  
9 C/ r. g3 s5 @! d   }
   else{
    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
}

/ w( F1 P- p3 T, L
}
4 {8 R7 T! F  R9 E0 @' e1 x4 {
& y. q. T; Z" C: q5 E3 w}

Result:
7 W6 d+ _! K: i% O2 q
, _6 [1 R& ~7 f' K>>mex test.cpp
& B! T( P( a1 @, t9 G0 R1 M>> test(a,b,c)
变量0:
8 m8 u6 @7 o7 \5 Z0 v2 h0.35 0.62 0.83
0.20 0.47 0.59
0.25 0.35 0.55
变量1:
* b4 v$ J0 z1 o  W8 m0.92 0.38 0.53 0.57
% P: F" @! ?2 t5 q0 k& e8 t0.29 0.57 0.78 0.47
0.76 0.08 0.93 0.01
: U$ u  @3 {/ \1 s8 K, s. f4 E0.75 0.05 0.13 0.34
变量2:
9 s$ S) D+ o8 [4 h5 d0.16+   0.87j 0.60+   0.43j 0.45+   0.14j 0.83+   0.85j 0.11+   0.08j
9 |+ G. n( g$ z  N  I& G0.79+   0.08j 0.26+   0.91j 0.08+   0.87j 0.54+   0.62j 0.96+   0.24j
3 Z2 K- k6 l, D) M& R0.31+   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
8 I9 t4 v. N; Q2 K7 |* g0.17+   0.80j 0.75+   0.15j 0.15+   0.14j 0.44+   0.40j 0.82+   0.24j
- }8 N& v& V, K+ P3 J% d2 [* E>> help test
! l3 V" R% a7 T, X! P2 c0 V' [本程序用于调试mx______函数.

2 }4 M/ G# Y' w
8 F2 e4 v5 ^# I9 I# P* B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
; d% `! S3 Y% g6 L+ |8 M* s
9 K( }1 C8 V' b, `% s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