Matlab调用c程序

梦溪517

Matlab调用c程序
/ q9 f, ~) r( d  S7 Z2 ]文章来源：不详 作者：佚名
1 R& Q4 ^/ ^5 s4 g
( a3 Z  J! C4 o; S/ I--------------------------------------------------------------------------------

该文章讲述了Matlab调用c程序.

方法：
- d* a" \7 v! G0 {+ y# F第一步：要先在matlab中安装c程序编译器，步骤如下：
, k6 P1 l, b+ o! b) m键入命令：mex -setup；
选择c/c++编译器；
9 _+ ?$ e' D5 e9 W& \0 w选择c/c++编译器版本；
: V( l' e% D" R/ K2 L确认。
第二步：键入：mex *.c

*********************************************************************************************************************************************

$ e  v+ |" t+ H$ v% H7 A1 y/ A实例介绍：【转】
! ~5 a0 }' Q% ]" V0 Q) H
1 \; w" X! T" B: Y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;
}
- M9 J8 y2 K! x! f* I5 j) r) [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？
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：
>> mex add.c
" W! F; h, V' P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。
/ i2 \4 Q% _5 _. |  B. x我们现在来说mexFunction怎样写。
5 q) T3 u* G- `9 G" x+ r7 N# vmexFunction的定义为：
void mexFunction(
　　　　　int nlhs,
　　　　　mxArray *plhs[],
. S3 ]9 [% C' u* L! K( C6 M　　　　　int nrhs,
# ^; d& p' `8 Z" R/ B　　　　　const mxArray *prhs[]) {

- V8 |6 E1 H- ^# B" `' s' G$ [( i- |}
. d" f! z, L. l; i4 h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：
9 u# R8 d$ r. s9 s>> b = 1.1; c = 2.2;
+ i! `! ~0 d+ L# O: B$ L' Z>> a = add(b, c)
7 a+ p: Q0 L1 n8 J3 _6 ~7 K) D, amexFunction四个参数的意思为：
% \* B  {; u( j+ Z$ S2 k$ ]nlhs = 1，说明调用语句左手面（lhs－left hand side）有一个变量，即a。
8 G% @9 U8 Z! 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。
# S5 O- U* n3 f  C+ Dplhs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。
完整的add.c如下：
, L+ u: p0 x7 Y8 v' t// 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
- H# f( z! `  K4 gdouble add(double x, double y) {
　return x + y;
} // MEX文件接口函数
void mexFunction(
/ Z( _' d$ j. b( B　int nlhs,
2 g7 y$ p) Z+ F/ H  X+ K2 {- `2 l　mxArray *plhs[],
　int nrhs,
　const mxArray *prhs[]) {
; G2 E3 ]% t- l; f! m　double *a;
$ P& T8 n: q7 M) _　double b, c;
　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
" h5 x" ^( `2 R# z　a = mxGetPr(plhs[0]);
  B3 Z0 r2 J2 R! w9 r　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
+ e. i8 J" v/ [　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
& c3 t; T1 I2 Y7 ~! k0 D, X　*a = add(b, c);
8 D% m/ t% Z' u}
mexFunction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);
6 E, X. A3 O3 y* g5 C: @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。
: W+ H4 i' z7 n$ Z( L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。
' t4 Z+ `+ ^& 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。
) ~4 E- c8 @4 C& s9 u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。

1 v$ ^* I: Z0 T1 f*********************************************************************************************************************************************
  Y5 p( u! j/ S( c0 r5 w
mex 的目的,
0 |3 w( B& x# N" R5 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：
5 ^8 S# G2 R+ A" W) I
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.

. t) S3 r' P8 {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.

今天写了第一个使用MEX.
# B& ^2 c) P9 K& r3 \% e6 Z* C
' K7 y5 m" t9 Z, _. W8 y一个简单的对Matlab普通数值矩阵的操作.

3 [+ `& O2 y4 G3 w# V/ G! g( P6 P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) D$ O/ i# }8 P& k% g
0 [: m# b: |. \6 H! [- o- ^一律用int代替.
/ Q. [* H5 y% c" P2 G, Q
#include "mex.h"
#include <iostream>
6 l& ]3 a: {* b3 W) X- S  D
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
" k% ^- f# }4 d# j7 S{
1 i$ K; L3 ~+ I; D$ `- s
int i,j,k;
int index;
double* pr=NULL;
double* pi=NULL;
$ r9 Q+ @8 r4 N3 j5 j! Pint M,N;
  b5 j' q) i0 s/ m+ f0 [int ndim;
int dims[2];
2 t7 W5 X8 b1 j) D4 Sfor (i=0;i<nrhs;i++)
$ Y1 k/ O7 X. }8 o  g# k5 _0 ?{
   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
6 r. e: v' z+ H# S, V1 e5 I   {
+ M; n0 [; y# n4 q* a) k% c0 ?8 I    pr=mxGetPr(prhs);
3 p. b+ Y& ?# @  Q* C    pi=mxGetPi(prhs);
; S6 H: }, B) F, j3 R# {6 V# ?- P' _/ P    M=mxGetM(prhs);
) u1 N, y# ]; Z    N=mxGetN(prhs);
5 M/ i& @( ?' l9 B  t* M& I2 M    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);

' @! I: U$ }" F, q0 t- u) q( C    mexPrintf("变量%d:\n",i);
% a% P+ `; F6 [& L5 c" x    for (j=0;j<M;j++)
    {
     dims[0]=j;
     for (k=0;k<N;k++)
     {
' H7 F' m$ E2 }4 e; P" P      dims[1]=k;
      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
      if (pi==NULL)
      {
& k; l% T) e6 D2 W+ {( o/ O# \" V       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
      }
9 ^0 p+ q( e1 @* K. ~2 r1 A' P) z      else{
       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
      }
     }
, \0 p: ]3 j, Z3 O4 g9 F     mexPrintf("\n");

    }
  
   }
   else{
' L* ?$ d! Z( X+ |) T  Y! h8 x. \8 q    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
}

4 x  q8 J( ~3 t! T1 b
- |; K, C4 n' B; t7 C}
/ ^5 x- M9 k8 l8 E8 @1 K
}

5 `4 k; N6 L5 j" ~6 v3 |; `Result:

& P$ s, }5 G0 V  J>>mex test.cpp
>> test(a,b,c)
- o0 h$ t, o  V3 D/ v变量0:
$ H2 v/ n" l" S" }0.35 0.62 0.83
0.20 0.47 0.59
0.25 0.35 0.55
" o, ^0 m- V1 c1 \3 ~& E% y变量1:
& N5 Z4 @0 k$ E3 W/ X6 I' |- c0.92 0.38 0.53 0.57
0.29 0.57 0.78 0.47
0.76 0.08 0.93 0.01
0 p8 m, u  V) {' A4 q9 f. \" G3 L: E0.75 0.05 0.13 0.34
变量2:
- C) W& W3 P& C0 X9 r  l0.16+   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
8 R, e) b' E9 W6 a% 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
! C0 C3 a, }3 Q! g>> help test
本程序用于调试mx______函数.

* `* T5 r; d; ~7 O6 R5 H" T
1 a  _6 T6 \$ l) 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
' _! d9 g0 N" H! H: i( M9 n" J$ w& }
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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