Matlab调用c程序

梦溪517

8 O6 t, {- V& {0 y+ k# L. u- u8 a9 SMatlab调用c程序
; j7 E% Q  j% h; b6 g文章来源：不详 作者：佚名
/ |+ a( C+ \, D" Y$ a: c& U
" ?' y6 o% k/ _7 c--------------------------------------------------------------------------------

0 D. L$ R  a  g该文章讲述了Matlab调用c程序.

6 |" K6 O0 g0 u3 F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；
+ g' Q$ f& @/ Y& c' K8 Z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

*********************************************************************************************************************************************
: a) b6 K: c& O: |- Z
实例介绍：【转】
) v. L( L" L1 B  h6 b0 y+ n. ?
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：
9 L, d9 c& o% w, m- zdouble add(double x, double y) {
　return x + y;
}
# \. j% T" ^3 Q& ^8 f  |6 a现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
>> a = add(1.1, 2.2)
3.3000
要得出以上的结果，那应该怎样做呢？
, y! k- Z- K  `- Y7 y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。
$ A3 Z$ E# P/ |7 y" ^- p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。
' k/ }8 c2 `- ^8 V; E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 s& c3 b" M4 l1 q2 z7 X5 G  w2 C比如该C文件已写好，名为add.c。那么在Matlab中，输入：
+ p& j9 W$ ]" z9 S$ M  P>> 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。
* `6 D' Y; v, U9 a' {9 E* G$ H我们现在来说mexFunction怎样写。
mexFunction的定义为：
void mexFunction(
+ y5 u7 T8 ]! L. E　　　　　int nlhs,
. X. s: c7 d  Q/ f" x& k　　　　　mxArray *plhs[],
4 P$ M- E0 y  W　　　　　int nrhs,
1 r9 c. |# H% n, ?: g- t! {　　　　　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：
>> b = 1.1; c = 2.2;
, C! w# t9 I; v>> a = add(b, c)
8 ]2 b% t+ M6 T7 YmexFunction四个参数的意思为：
$ S' H! M; A, Q/ C& Qnlhs = 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。
/ Z( A. M2 u, B3 F7 M& [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。
& B- Y+ Z0 ?7 t4 X; \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。
' {" R, e7 F  |0 k5 c完整的add.c如下：
, X* z# I! y' S8 E, f+ W# j/ ?4 I4 U// 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
% Y( q' f6 x! g2 G. |double add(double x, double y) {
5 M. P. C. m( j& B1 w! v8 G　return x + y;
: S. M& {. G1 l5 B} // MEX文件接口函数
& l, `. q3 \  W0 C, O/ Q  o0 mvoid mexFunction(
　int nlhs,
: g7 U0 i4 y/ x7 C2 u　mxArray *plhs[],
　int nrhs,
2 @& x+ r. G6 a  _( e( |　const mxArray *prhs[]) {
　double *a;
　double b, c;
　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
$ o. _! s; E/ L# M" a" B4 S. n, q　a = mxGetPr(plhs[0]);
　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
. w# R1 j; j* y# ~& I0 `  ]　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
0 g1 b# r6 P# \' R2 \, U9 u7 n6 P( d　*a = add(b, c);
% g/ K, H$ E7 n$ V2 F}
0 [: d# A' Y. k* }( t6 r; @mexFunction的内容是什么意思呢？我们知道，如果这样调用函数时：
& V* S! X5 G" m% }) A7 w$ v>> output = add(1.1, 2.2);
7 B/ o6 E+ T5 F6 w" n3 y2 X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 U; u6 u# d; t0 i. w9 {! W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。
# M0 g! {% D/ H9 t1 c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
6 B  U3 ?" V, i& M. ~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。
$ `- O% K* p0 q7 _# T( g8 M: Z0 o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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' \# e- u( c$ Y8 A. wmex 的目的,
2 k; B7 _9 k& Z8 s7 p2 A2 B
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.
+ D; s, m8 Y0 N- X6 M
6 P, D6 {2 D# P+ q, i2、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.
5 \- K% |( w; b$ W. Y2 t' K, P
3、据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.

今天写了第一个使用MEX.

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

一律用int代替.

#include "mex.h"
& C' m8 z8 P/ t4 s#include <iostream>
# a# F% R" P& {, h
  H1 t3 R) i9 `2 [6 B' cvoid mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
7 \4 p/ b9 y8 j0 m7 K{
/ t. b4 [5 a* L0 Y: v
4 L0 b% y  c; c# S. V9 R- a/ I2 ~9 Lint i,j,k;
( T4 k; o: S$ Z& u( f. B' X; A: x3 yint index;
double* pr=NULL;
5 w+ {2 {0 c- t2 z/ X* x/ ^double* pi=NULL;
int M,N;
3 n' t2 A8 C8 Gint ndim;
/ H* `! R1 m9 Bint dims[2];
& p6 q1 A2 C0 }, V$ v- |4 kfor (i=0;i<nrhs;i++)
: Z  a! @* w: f! w{
   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
# p7 N% ?; K# Z# D( S   {
& @4 [8 J$ \$ n  W& B6 _2 G    pr=mxGetPr(prhs);
    pi=mxGetPi(prhs);
8 ^! J+ i9 r9 h% {    M=mxGetM(prhs);
    N=mxGetN(prhs);
    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);

4 i  d8 C5 e0 W9 Q; w4 a3 d0 i    mexPrintf("变量%d:\n",i);
, C" T6 f9 W4 T% ]# L    for (j=0;j<M;j++)
  x; u$ g8 _% K' ]+ G6 ~( ^% g    {
) |' ~$ ]' A" h; }5 _# m     dims[0]=j;
3 R$ T: [& Z* s1 p     for (k=0;k<N;k++)
     {
      dims[1]=k;
      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
      if (pi==NULL)
: A" j/ A6 b8 L0 ^& O      {
! I* @7 x0 I9 M1 a       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
3 P3 R0 y4 y3 {! l+ @. k      else{
9 y2 t7 Y! X& b4 p8 ]3 \       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
, z1 B; i; x; m' P" O% q6 ^3 w      }
     }
$ ]- p. D  u2 t0 T7 I, ^0 ~% a     mexPrintf("\n");
/ z& l" l- o8 H; C
    }
  
3 V: V  K% p6 h   }
   else{
* `+ V* N7 V; j" V    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
}
) F0 U& @( q& k5 P9 W

}

( K/ v/ r& n# S8 e4 d$ E+ @}

: F2 p% |# J4 M7 g; J0 ]& ]1 eResult:
1 N, p8 X- [! `$ x- a
>>mex test.cpp
2 O0 M7 h5 L3 U6 F>> test(a,b,c)
* @* ?) N5 _6 c7 I: i变量0:
0.35 0.62 0.83
; M7 F6 M, S$ |; o- f0.20 0.47 0.59
8 h! v$ b  H) d9 i. A0 p0.25 0.35 0.55
# a4 p; ^( ]  p( @" x# W- Q变量1:
$ n" @. k$ T. r; X3 _3 t0.92 0.38 0.53 0.57
% z- Z5 T- {2 O( d4 c0.29 0.57 0.78 0.47
0.76 0.08 0.93 0.01
0.75 0.05 0.13 0.34
" Y3 \; ~8 X) y5 r9 i: r变量2:
1 h8 ^( u8 D2 Q" P0.16+   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
4 Q- s3 Y8 }: A3 g+ q8 m1 P0.31+   0.40j 0.65+   0.18j 0.23+   0.58j 1.00+   0.35j 0.00+   0.12j
6 O: J* o5 k; @# R1 @0 g0.53+   0.26j 0.69+   0.26j 0.91+   0.55j 0.08+   0.51j 0.77+   0.18j
5 l2 ~0 U. X- J$ V! ]0.17+   0.80j 0.75+   0.15j 0.15+   0.14j 0.44+   0.40j 0.82+   0.24j
5 M, t! |  D! s) z( M# j0 Q# k6 J>> help test
本程序用于调试mx______函数.


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( r/ t( R7 n7 M: w. X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