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

7 ~* z! {3 @0 _--------------------------------------------------------------------------------

% ?9 d; p6 K, v4 U, j  q该文章讲述了Matlab调用c程序.

( Z: D5 C) X6 M% y方法：
第一步：要先在matlab中安装c程序编译器，步骤如下：
. M7 I- `2 J& t8 }5 |8 W( `0 B键入命令：mex -setup；
选择c/c++编译器；
选择c/c++编译器版本；
确认。
8 ~. _9 N, N6 W4 h  b$ f第二步：键入：mex *.c
* w7 Q- F3 a5 L
*********************************************************************************************************************************************

实例介绍：【转】

+ ?0 U$ h" n+ G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) {
　return x + y;
: t) j( G/ z, `/ n6 W8 j7 |}
, [% C3 c3 |6 R+ |* n5 _现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
' U) h8 N9 f( B+ Y6 {2 k8 M5 t>> a = add(1.1, 2.2)
( M- Q4 w- i. P# L3.3000
; y; {" z: f; y0 D, }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。
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：
% ]8 e, Q! p0 k>> mex add.c
$ i. G5 b2 A9 ^1 G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。
mexFunction的定义为：
2 S. t+ t2 s/ h% K. Xvoid mexFunction(
9 E% n, G. \7 Y$ n5 ]; T! ^, c& ^7 K$ Z　　　　　int nlhs,
　　　　　mxArray *plhs[],
　　　　　int nrhs,
8 k/ _5 Q6 g0 ~' A+ U: P　　　　　const mxArray *prhs[]) {
6 H  n) D4 j; P: e  ]
) B" B! e: _3 X4 n}
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：
, Q& x: ^5 P' d  Z) g>> b = 1.1; c = 2.2;
>> a = add(b, c)
mexFunction四个参数的意思为：
+ ]9 N4 D) P# j7 Z# Cnlhs = 1，说明调用语句左手面（lhs－left hand side）有一个变量，即a。
0 s2 L0 z- c- {$ Pnrhs = 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。
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。
: p  c4 V) M3 l6 ]- l% l8 V5 x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。
$ y! E8 b, A0 S# ]) O1 ?完整的add.c如下：
// add.c
/ [* C. G$ e9 @2 J( c" 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
0 a" i% X! x( b2 L2 Cdouble add(double x, double y) {
# B$ C& w- j& [- G* S, W3 j　return x + y;
} // MEX文件接口函数
void mexFunction(
. g# R# ?! B/ ^9 r0 i- u　int nlhs,
+ s% S% `9 g2 E3 S4 T　mxArray *plhs[],
　int nrhs,
　const mxArray *prhs[]) {
, C  |6 }% K* @  j  X) C8 c　double *a;
: K& l2 J& y7 T3 j0 n　double b, c;
8 H3 o3 D% }8 k3 Q* [$ M+ x, U. ?　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
　a = mxGetPr(plhs[0]);
' T, {0 D& }1 X. i& `. t0 n  l) S　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
: k' n% k0 U  A  m7 u' I' f　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
　*a = add(b, c);
$ ^% l7 v# h2 f5 Y- h8 V}
$ ?+ R" j  [2 Y1 s7 H7 C" QmexFunction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。
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。
3 w  q& q6 P6 c! U. J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。

*********************************************************************************************************************************************
0 d+ h: O7 P3 j7 L) |& e
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：

  ^! g+ w' }- t6 n( e, b* Z1、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.
$ v  W* R0 ~# p% w: H  v
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.

3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.
( ]5 d: P9 p/ K& L
今天写了第一个使用MEX.
; H3 V8 F  Y# {, [- r. Y( e2 x" E3 O
- h0 K4 |* K% k9 s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
/ N" Q; Z( M  z+ M% E( v0 {* f
. P) ~2 e1 A; P- p$ P* q一律用int代替.
- k7 z2 d- g  _6 q; ~! R: K
#include "mex.h"
1 }/ W$ r6 H; F3 h. Q#include <iostream>

. q( t7 U8 |  _, N, b! x" Jvoid mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
{
7 ~# k7 c9 k7 x3 f1 m7 {# W3 W4 ]! G1 z
int i,j,k;
int index;
double* pr=NULL;
double* pi=NULL;
int M,N;
int ndim;
int dims[2];
for (i=0;i<nrhs;i++)
9 R# X. d2 j+ p{
. l: v* M" `6 y. _' F! q4 N( a   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
- ]$ V! V1 W5 O9 k3 {( m/ ?4 w$ |   {
+ x9 D( `6 l# G  }7 N    pr=mxGetPr(prhs);
    pi=mxGetPi(prhs);
0 k- ^1 H5 ^% p% r    M=mxGetM(prhs);
    N=mxGetN(prhs);
    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);
* U' Z+ v1 M/ j3 T" ]. v
    mexPrintf("变量%d:\n",i);
4 {  F3 m# g/ G8 ]. B, c$ G1 b    for (j=0;j<M;j++)
    {
     dims[0]=j;
2 N) I6 d# r9 E/ C6 W0 }     for (k=0;k<N;k++)
     {
9 Y! ~7 z$ |' h& }: i      dims[1]=k;
      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
      if (pi==NULL)
  ^  c. e# z$ u- t/ H( Q; v; U      {
/ d' r* D: m5 _0 H' }2 |) n       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
      else{
       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
, r9 Z6 E& ^% B5 x- }& G: k  ~      }
$ l  t7 o+ N0 v9 t, N. f     }
0 @. ]2 ^" V; f+ N' g     mexPrintf("\n");

* j, i: U; R! Q4 z( |3 z7 L: ~    }
: K0 W1 k9 O" m, H  
1 Q: M$ b2 ~/ P/ x  b- ?   }
5 F6 ^6 Z* {. Y1 w/ q   else{
3 u7 k( r" W  A- Z- Z; W9 }( l    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
$ c: M5 B; r* q3 [' r% o; G8 V}


}

}

  @% i6 M4 e0 y, a' _' MResult:
+ u' `" E( R- p( _+ O8 j: z
>>mex test.cpp
>> test(a,b,c)
0 S0 ]6 @0 U. M* D变量0:
0.35 0.62 0.83
9 V9 U% r+ z3 X( ^0.20 0.47 0.59
1 J- [) [5 u& A" _: f0.25 0.35 0.55
变量1:
0.92 0.38 0.53 0.57
6 \  T* c$ ?* E( Z) M4 @5 o0.29 0.57 0.78 0.47
0.76 0.08 0.93 0.01
0.75 0.05 0.13 0.34
变量2:
# Q% B6 A4 G; c0.16+   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
2 t" J" J. i7 w' C3 L" M0.53+   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
2 A! T* Q8 W! e0 G2 `) G本程序用于调试mx______函数.


; I2 h/ {/ [2 y3 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

. g/ D2 p7 m7 ^0 h8 u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

点击文件名下载附件
下载积分: 体力 -2 点

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