Matlab调用c程序

梦溪517

; X+ [# _% y1 c# W7 P9 wMatlab调用c程序
$ b1 O8 J  p" X9 |文章来源：不详 作者：佚名
7 s. X; }( {1 C' Q
) K1 @& J6 R& X9 v# ^--------------------------------------------------------------------------------

2 d8 _. s5 P0 g9 o9 c该文章讲述了Matlab调用c程序.

8 u- A( l: m( }方法：
; H4 L, `9 K& R/ d2 k/ l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；
选择c/c++编译器；
选择c/c++编译器版本；
4 f. _" G  Q1 t: \. Z) j确认。
+ N- h8 f' ]* {- C  g  N4 G第二步：键入：mex *.c
# r' j3 P. x8 d1 x
4 `+ s; ?6 M# q*********************************************************************************************************************************************
! _! e4 i1 V3 X
+ u; S3 T3 Y* e9 p8 R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) {
( h4 e! |: M7 Q( l& m3 k　return x + y;
}
% {/ M- w8 p# v5 L7 i! F现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
>> a = add(1.1, 2.2)
/ b" A( t! @( O( t* q3.3000
要得出以上的结果，那应该怎样做呢？
9 b8 r/ B2 c: F( ]4 ?9 k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。
; |7 X1 p; C; e1 K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）。
( q( \) S2 S4 V6 v- R. B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。
4 T& s5 Q. h1 A5 I0 R+ {我们现在来说mexFunction怎样写。
- |' l( p/ {+ d$ i5 |; T% Q' CmexFunction的定义为：
  p: g- \& l' L5 s( n6 I/ K: E: pvoid mexFunction(
1 w0 Y9 @2 }2 h% u* G0 X　　　　　int nlhs,
　　　　　mxArray *plhs[],
　　　　　int nrhs,
6 u6 `: k7 F: V( X6 ^　　　　　const mxArray *prhs[]) {

}
3 |# @4 B" N/ g; S) q# l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;
+ N0 u% H2 w6 @7 l% E" D>> a = add(b, c)
9 F2 F4 f% T4 A: O# k9 DmexFunction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。
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。
3 O" [# W1 M# B: |/ f, Aprhs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：
# e  J% X: |- i' C2 }" z// add.c
0 N+ D2 V5 I& M& e' j; c4 `0 V. 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) {
  ~3 C0 z* i5 X- S　return x + y;
$ G7 h! w7 r. C& @* h7 f} // MEX文件接口函数
1 y( A2 o- U+ p3 r/ Y2 M! E+ jvoid mexFunction(
8 u5 d3 J# F4 F" c8 X6 @　int nlhs,
2 Q9 c% b3 I/ l9 X3 x, v　mxArray *plhs[],
　int nrhs,
　const mxArray *prhs[]) {
! b) m8 ?! e" c5 L. ~7 M　double *a;
3 G0 j% d5 q& C& z+ L　double b, c;
  k+ B' I5 y! B, i+ p　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
　a = mxGetPr(plhs[0]);
8 [$ R; v: h7 H6 _　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
4 M  O4 h7 Y& j* f　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
　*a = add(b, c);
}
) x% C1 L( [' b$ TmexFunction的内容是什么意思呢？我们知道，如果这样调用函数时：
( g; S) ]4 i2 Q+ Y/ Z1 I5 d>> output = add(1.1, 2.2);
! x* Z8 y; ^/ P1 y! D3 l+ F$ w, J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。
' N7 v: y8 t$ q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: ^6 j, F7 {, G) @2 g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。

! j, V0 r7 w' o; j6 ?' v*********************************************************************************************************************************************

mex 的目的,

! @: K7 k+ E( X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：
8 P2 D# T* w7 O7 `1 g
) @5 p9 e6 V; F, v5 j% \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.
$ C  y5 I1 z2 f: c
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.
( V) r6 g- v: t! O  F
6 p% q- @' C; f; o7 f- s+ s3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.

5 l- G' A2 T: ^* F" [5 L* z今天写了第一个使用MEX.
9 m/ F: n2 [, G
一个简单的对Matlab普通数值矩阵的操作.
3 V" Y/ D: \# ^' S( b. C) @1 \. u
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
; O9 G/ x5 h6 j5 r1 l: X1 d
一律用int代替.
  }, ~. y  k5 `  r; V
: h9 N3 U. ?& m$ E2 Y& T1 r2 S# r#include "mex.h"
7 n% l" I) P2 F/ r) ?#include <iostream>

1 x( I: R; Y9 `void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
# Y. Z9 f- F; O( L/ o3 ~{
) X& h+ l0 b( q1 v% I  Y" {
int i,j,k;
% Y2 q' W. d5 f8 sint index;
: `& P. n9 y0 D: C0 F% ]% _0 jdouble* pr=NULL;
5 f. J7 L) X9 Q# t0 D- j! j0 gdouble* pi=NULL;
int M,N;
- D( Y. U* }5 r) D6 tint ndim;
int dims[2];
; c4 q4 L% j- @' Kfor (i=0;i<nrhs;i++)
/ U9 _$ ~9 O* ]{
/ G4 w6 w, |" `: W0 J7 l6 @   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
7 U# ^' p* n2 q/ v   {
  `% h; k6 [7 O    pr=mxGetPr(prhs);
* ]7 W3 x+ y+ ^# _    pi=mxGetPi(prhs);
, L) g0 o% u6 u% s' ?    M=mxGetM(prhs);
    N=mxGetN(prhs);
1 y; x" K3 C" k7 H    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);
  ~+ J; Y7 o, q
    mexPrintf("变量%d:\n",i);
. k0 @. b9 V7 ]$ e9 \    for (j=0;j<M;j++)
    {
     dims[0]=j;
) U% v! o% u5 |! }" F     for (k=0;k<N;k++)
     {
9 c3 v) E$ \$ S) `      dims[1]=k;
2 y% N, z. Z% K" M3 T2 l5 q      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
      if (pi==NULL)
      {
       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
3 y2 J1 `, Q3 a      else{
       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
6 A" q- T9 R. d6 r0 |" X      }
     }
     mexPrintf("\n");

    }
1 z6 C  E* n- i  
   }
   else{
    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
" [5 x: W' n2 e9 [) Q6 }}

: i$ o) r9 G9 B4 D1 l( `% \
}

) e; }4 z' `! L2 p}
) X5 M+ H$ o, Z7 X( V
$ n/ K4 E, N5 g3 R1 h* x% D) yResult:

>>mex test.cpp
. @2 K) B0 f+ j0 V( U3 C>> test(a,b,c)
1 e8 P; T. Q) H- f& ?1 t变量0:
0.35 0.62 0.83
1 P' C$ U$ ?: V# Y, c# |0.20 0.47 0.59
0.25 0.35 0.55
9 B2 m  a+ N6 }2 ^+ G  u变量1:
/ _1 {& N  |, ~* Z( w% N0.92 0.38 0.53 0.57
' ~" ]# j' y' r! T9 S9 T" m0.29 0.57 0.78 0.47
0.76 0.08 0.93 0.01
0.75 0.05 0.13 0.34
* f: E6 Z1 |. v& F" G变量2:
2 L7 d# t- S# m* I9 L* [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
+ e$ M6 W* t; Q0.53+   0.26j 0.69+   0.26j 0.91+   0.55j 0.08+   0.51j 0.77+   0.18j
5 C5 x8 Q7 @+ e8 l0.17+   0.80j 0.75+   0.15j 0.15+   0.14j 0.44+   0.40j 0.82+   0.24j
2 [# i; [0 Q) _& M* \>> help test
本程序用于调试mx______函数.
; u# N1 V, B! L0 a9 G5 Z, U6 x
* T3 D* A3 g" r4 f: t8 a
# D5 b9 F5 }4 q: v- Q( z3 L+ x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

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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