Matlab调用c程序

梦溪517

! }) H2 X- n, \2 E7 NMatlab调用c程序
& J2 V& X- d9 \+ j- M( X文章来源：不详 作者：佚名
; J8 x; \% y& D0 T% g4 m
4 a' U& u4 L9 g" e--------------------------------------------------------------------------------
  \" Z: y3 q6 h* w/ n3 \. ]
% c7 R% n/ E: T3 h6 `1 O# M该文章讲述了Matlab调用c程序.
4 w, A: }# y# D6 M$ R
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；
5 s5 u- N+ {" p9 R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
, l2 Z- Q7 A# t4 R- z/ g- \
*********************************************************************************************************************************************
6 @- H3 k1 O& ]- @4 ?7 C9 ?5 E, P
; Z! V, [3 R  J3 D2 p实例介绍：【转】
0 B  C$ I. P% Q* Q" _. T4 k
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：
! a+ w9 w3 T: Idouble add(double x, double y) {
5 b4 W& Y/ Q. Z6 u+ I% v　return x + y;
! b; Y1 l& r) d! t. c# I; s}
现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
+ V7 f, E+ h2 e0 u" q5 |>> a = add(1.1, 2.2)
/ f2 Y9 w: K9 F. W7 K3.3000
5 f- B  U3 J3 ~要得出以上的结果，那应该怎样做呢？
; g2 y: r0 e1 b: Z4 w6 u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：
% @( k- f! k9 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。
我们现在来说mexFunction怎样写。
; S* F! Z: q  L2 M0 h9 e# ]mexFunction的定义为：
void mexFunction(
. M% M5 |# {* h% T* h+ X( Z　　　　　int nlhs,
　　　　　mxArray *plhs[],
2 c- Q: h8 r9 o　　　　　int nrhs,
1 u( ]: Z' M; P* F5 P% w: _/ Y　　　　　const mxArray *prhs[]) {
# _7 ~, Q) [2 b/ ]. E& Q
/ d0 B6 {; o7 r  s% U! o}
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：
* Y- B; x0 b4 T>> b = 1.1; c = 2.2;
>> a = add(b, c)
6 l9 w: p, C  n; [mexFunction四个参数的意思为：
3 M3 S1 ^; x0 }, Y5 Q+ V( Tnlhs = 1，说明调用语句左手面（lhs－left hand side）有一个变量，即a。
$ R7 R3 Q& C" V7 p: Z) ^& Tnrhs = 2，说明调用语句右手面（rhs－right hand side）有两个自变量，即b和c。
: T# m& B' O6 L- `' G9 ?7 k" Xplhs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。
, U8 S5 N0 x/ l0 |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) {
　return x + y;
} // MEX文件接口函数
void mexFunction(
* B3 s) E& `- S1 e! }　int nlhs,
　mxArray *plhs[],
　int nrhs,
　const mxArray *prhs[]) {
2 y! n8 k) }# L0 ]　double *a;
* \3 P9 ^% Y9 l' {7 }  }) O　double b, c;
/ B9 v6 T" J8 @　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
9 t' O# D/ U  w7 F　a = mxGetPr(plhs[0]);
　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
) N- u2 {( p4 p5 M4 M$ G/ p: @　*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：
) B6 f1 {" u5 ~" H>> 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。
5 X+ F# A6 ~' 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
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。

) }2 l; d/ |  X2 ~* d7 O6 A*********************************************************************************************************************************************
& n' [* O- ^  m" m3 n8 v
mex 的目的,

' |* h1 [% N5 ?2 _8 t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：

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.
  H9 R6 O& T1 ?0 @
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.
( ^) C- |4 @; z6 g3 M$ O/ u
3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.

$ Z/ }; d  S4 Z: |% a今天写了第一个使用MEX.

. ^( X- |3 [8 t" {6 b一个简单的对Matlab普通数值矩阵的操作.
9 d  m2 _0 F: |1 W
/ E6 V& P4 N- p% A$ }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

+ U8 u' l4 R: A. A% c* @, @9 G+ F一律用int代替.

* [! \! E9 w2 E- s8 C; V1 B4 o#include "mex.h"
+ J( k# N$ {' l#include <iostream>

void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
/ b* ?  |9 v2 \! k; k$ q{

int i,j,k;
int index;
! u0 I. q3 d2 M& j, z* t' M1 q* |double* pr=NULL;
double* pi=NULL;
% R2 W+ k6 `" T' D6 L: hint M,N;
int ndim;
int dims[2];
for (i=0;i<nrhs;i++)
+ e6 N1 C  |) x9 p0 D) t5 S{
   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
/ W7 {8 D* p7 k   {
    pr=mxGetPr(prhs);
    pi=mxGetPi(prhs);
/ D" h* G0 P' d5 h, C1 o& A  F5 L    M=mxGetM(prhs);
    N=mxGetN(prhs);
/ m' W' h0 l. W5 _+ n    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);

2 r3 t& G1 k# |" H, g    mexPrintf("变量%d:\n",i);
    for (j=0;j<M;j++)
    {
     dims[0]=j;
- Z) Q# q2 f4 G  X( N     for (k=0;k<N;k++)
' G, I7 O" c* f. k7 J- A' I     {
      dims[1]=k;
      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
      if (pi==NULL)
      {
       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
      else{
       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
      }
" b3 j( H. G9 Q$ w7 f1 D- c     }
. {( ^+ ~1 h9 u9 n4 E     mexPrintf("\n");
6 O# C$ W; \6 F8 c: l; V
    }
4 K4 q# ?5 c. C8 j4 Y0 y2 v7 ~$ d  
   }
   else{
4 X# M% Z2 `3 p2 P: F    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
+ o. ]! Q2 E, V7 k}
* h: U8 |0 T9 w: ^& X
* n. c- ^5 x# x& ^3 ?; N: x
4 x6 i6 [9 |* A% E& T: ^0 t" b0 W}
" \9 p' C2 ^- p. P& Y8 S) r, U" _1 j
}

/ R" |5 Q/ q- w% z' v) {: hResult:
; y3 F" d* _* B
>>mex test.cpp
; L) E! F6 y4 h, h. F>> test(a,b,c)
/ i1 D5 j5 [; K; B* F! C变量0:
0.35 0.62 0.83
0.20 0.47 0.59
* V& x' C# c1 m* d% [0.25 0.35 0.55
" P" v6 d4 ~/ d0 V' l( p6 F变量1:
/ a# N- B/ K% t, P7 z6 O- h0.92 0.38 0.53 0.57
' j6 h5 r2 W3 V, H% L0.29 0.57 0.78 0.47
0.76 0.08 0.93 0.01
9 E/ m  c9 F( m1 c0.75 0.05 0.13 0.34
变量2:
* U# u9 c# A1 s* m6 j7 @1 D0.16+   0.87j 0.60+   0.43j 0.45+   0.14j 0.83+   0.85j 0.11+   0.08j
+ h9 c7 W; b& G5 [* Q3 A0.79+   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
9 M5 I( f3 M9 E9 k8 s. w; X! G6 l>> help test
1 i% t, K5 T* V: ^6 i$ z本程序用于调试mx______函数.

- ]5 p' G2 S0 \* @+ ^, _/ s! ^, g
- `; ~+ _4 N; q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