Matlab调用c程序

梦溪517

: N2 @$ S( d0 q! z; N7 a: Q% c- j: NMatlab调用c程序
文章来源：不详 作者：佚名
3 j4 j7 y" ^! |- v$ F
--------------------------------------------------------------------------------
2 B: ]) b7 {. h
该文章讲述了Matlab调用c程序.

方法：
  t; [5 h2 D" R; R& i' m$ M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；
确认。
2 H& g% j  [; _) c7 u( T: e第二步：键入：mex *.c
* M2 b, l* D( w) Z, o$ {/ U
*********************************************************************************************************************************************
( K4 V- D6 w7 m: e: d( ^1 M
实例介绍：【转】

4 F; ^9 c: }4 C7 Y% L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;
# U# U  i* [2 z- K1 B}
8 R3 t; M& _% _% a6 _现在我想要在Matlab中使用它，比如输入：
>> a = add(1.1, 2.2)
2 b) n: O& X+ E, R) }5 g# X3.3000
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）。
; K2 c; |* k+ x5 Q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。
6 C7 Z$ {) y( p8 f1 P3 W4 x我们现在来说mexFunction怎样写。
8 O  Z2 ?# Z2 [* h7 pmexFunction的定义为：
" k" T: G: ~' |2 ?1 z1 Svoid mexFunction(
8 ^* ~8 e4 _+ V' @5 F5 A　　　　　int nlhs,
　　　　　mxArray *plhs[],
　　　　　int nrhs,
. |% R% u  k) U  i) P; B8 \　　　　　const mxArray *prhs[]) {
; f: ]5 X' u4 Z7 Y4 h
+ f% F: Z" d! j8 i8 _$ g6 r}
4 B" u9 V, \" r1 {1 o. j; L" m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：
# Y5 v9 f* \5 v* ^6 }>> b = 1.1; c = 2.2;
" ]' ^) l' u& Z>> a = add(b, c)
# C' h- z0 E8 J) ?( ~" TmexFunction四个参数的意思为：
; R/ T4 l3 t9 e- [5 Cnlhs = 1，说明调用语句左手面（lhs－left hand side）有一个变量，即a。
  g0 |; }1 }( _3 Y) inrhs = 2，说明调用语句右手面（rhs－right hand side）有两个自变量，即b和c。
. n- J3 ]3 }# v0 `2 Q% y0 B. rplhs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。
. l( X3 z& ?6 K$ p3 v  j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。
2 Y- A6 E& F9 [  a5 ?. i完整的add.c如下：
# M- H" M4 P3 l* f: O* y2 O// add.c
8 l2 a& T, R3 |2 w! e#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) {
0 l' \9 F( H: `! i　return x + y;
% s* d! [7 y# q. p# H! g} // MEX文件接口函数
4 F: W" Z. g5 g( R# p' M- tvoid mexFunction(
　int nlhs,
9 O1 ]3 c( c& f$ W* ]2 V　mxArray *plhs[],
　int nrhs,
　const mxArray *prhs[]) {
　double *a;
　double b, c;
2 ]" `, J3 e) A8 k& C　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
　a = mxGetPr(plhs[0]);
6 r/ m4 m7 i4 J  }( d" |. v　b = *(mxGetPr(prhs[0]));
　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
　*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：
5 [$ Q0 B  m$ s) D" o>> output = add(1.1, 2.2);
4 r7 r  U9 Y  S2 }9 v3 W: 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。
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 z. N) G- ]) r3 Z% r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。
( ]# @/ h) m/ e: Z3 ?, a+ q
0 w- z3 k' @* m/ [*********************************************************************************************************************************************
# o1 M; c) J3 W& f0 ]; l. Z/ u( K
mex 的目的,

% n' e& S# l. ?% G  X, k$ 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.

) L6 U6 ^( o7 f2、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.

. {" Q4 [- Q% J今天写了第一个使用MEX.
9 J- I  N# y$ ?$ s5 e9 ?8 d; n1 J% F
一个简单的对Matlab普通数值矩阵的操作.
7 l8 p- X4 ~; f& X7 }. j' y; h
4 r% c5 d. t) W7 V, i& G- L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
' P, ?7 j; L5 D4 \$ |
一律用int代替.

/ m8 ?5 _# r2 y) o#include "mex.h"
% t/ Q  [& E3 V, a5 e#include <iostream>
! n, e' B! _) z/ k% I
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
2 V( s) j- V- r+ x1 l/ v8 F{

5 R0 d( y/ f; q4 U( C! p/ Lint i,j,k;
int index;
" I; T* \  v" Kdouble* pr=NULL;
% Q+ ~5 A+ y- d8 n" @3 V+ z: @double* pi=NULL;
. l0 S# R. @) wint M,N;
int ndim;
int dims[2];
for (i=0;i<nrhs;i++)
1 I0 Q# C: n, ]  G4 E8 ^{
   if ((mxIsDouble(prhs))&&(mxGetNumberOfDimensions(prhs)==2))
0 J2 F+ G" }( M2 L+ c% o   {
    pr=mxGetPr(prhs);
    pi=mxGetPi(prhs);
8 q& l& b% E- V' W) t' X    M=mxGetM(prhs);
3 X0 d/ [7 K8 L    N=mxGetN(prhs);
* |7 H) O9 K( w    ndim=mxGetNumberOfDimensions(prhs);

    mexPrintf("变量%d:\n",i);
    for (j=0;j<M;j++)
    {
& \3 U4 P6 _! p0 _9 t* A     dims[0]=j;
     for (k=0;k<N;k++)
3 h2 a; B) [- b) [' r& I     {
      dims[1]=k;
4 B) \  R) U; v& N# W  U0 Q      index=mxCalcSingleSubscript(prhs,ndim,dims);
* ?4 i0 ]( Q; {: _: ?& x      if (pi==NULL)
      {
       mexPrintf("%6.2f",pr[index]);
) l1 B- J$ B* v3 z      }
      else{
       mexPrintf("%6.2f+ %6.2fj",pr[index],pi[index]);
      }
, Z, W/ i6 h) f6 ?0 ]     }
     mexPrintf("\n");
" z4 J8 q2 Y: n; D
    }
  
  D* D, T- j# Z; t/ t1 ?+ k8 m   }
' i/ Y. T8 b  j8 x- a3 u   else{
    mexPrintf("input NUMB %d matrix is not 2 dims&double numerical array\n",i);
$ x+ @1 N! a- R}
+ `* t+ ^+ V+ _7 f
7 `' b! T2 r7 ~( R+ }5 A
}
; n$ G4 M' ]! w) m8 V0 E/ n4 ]1 q  t& `
- p) n6 `3 ]% K% s) W6 R' n}
  f: d1 D( u3 V- \0 f9 T. E
Result:
6 C* ~& X8 `9 \; o* f' b/ ?
; O# {2 Q3 y9 }& Q2 _) j>>mex test.cpp
>> test(a,b,c)
变量0:
0.35 0.62 0.83
7 J8 g" p  D/ Y3 u% ~0.20 0.47 0.59
0.25 0.35 0.55
/ ?6 _! m5 u' d, a' U变量1:
0.92 0.38 0.53 0.57
# ^9 O. E# n8 D0.29 0.57 0.78 0.47
( ~4 a, ~8 f2 N0.76 0.08 0.93 0.01
7 a4 j& v! @9 I) Q0.75 0.05 0.13 0.34
变量2:
6 W. ~( s2 c, r  }9 e4 z0.16+   0.87j 0.60+   0.43j 0.45+   0.14j 0.83+   0.85j 0.11+   0.08j
7 |0 z' _/ H9 C0.79+   0.08j 0.26+   0.91j 0.08+   0.87j 0.54+   0.62j 0.96+   0.24j
# C, s4 \0 i" C# o0.31+   0.40j 0.65+   0.18j 0.23+   0.58j 1.00+   0.35j 0.00+   0.12j
, s: b- q4 D. _; n# S0.53+   0.26j 0.69+   0.26j 0.91+   0.55j 0.08+   0.51j 0.77+   0.18j
0 ^# a" m0 Y4 n2 H; q0.17+   0.80j 0.75+   0.15j 0.15+   0.14j 0.44+   0.40j 0.82+   0.24j
>> help test
本程序用于调试mx______函数.


0 W0 `/ Q7 e, c5 Z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

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