matlab調用c++，應該用mex把cpp編譯成 .mex文件供MATLAB在命令行方式下調用吧

看下面這片文章

文章: 摘自北京理工大學BBS

MATLAB是什么東東？不用我多說了，大批的高手會告訴你它的無數好處。但是MATLAB程序存在的一般問題是：

1、運算速度較慢，特別是有for i=1:???

for j=1:???

......

end

end時，那你就死定了。

2、無法脫離MATLAB環境運行，雖然你可以用MATLAB自帶的工具把M文件轉成可執行程序，但是執行時，你只能看到一個黑黑的窗口，難道，這就是......Windows? $%&%^$##%&。

3、GUI功能差。許多大俠不愿意看到2中所述的DOS-Windows界面，于是使用了MATLAB帶的GUI生成工具。(不要扔臭雞蛋！我知道你用Graphic Editor改了一下界面，發現以前的工作全都白做了——因為被覆蓋了，西西)但是MATLAB提供的控件和事件實在有限。GUI界面做好后放在機器里，向尚未進實驗室的師妹(們)炫耀一下，還勉強可以增加一些魅力值。如果被專家看到了，西西。只怕效果不太美妙。

因此，如果能夠實現MATLAB與VC或者BC或者C++BUILDER等可視化設計語言的交互，提高速度，美化界面，使程序更符合Windows的規范，同時又利用MATLAB的強大功能，對任何人來說都很有意義。

我在課題中涉及到了部分MATLAB與C++的接口知識，在這里總結出來，算是拋磚引玉吧。其中錯誤以及偏頗的地方，尚請各位大俠以及高手多多指教，謝謝！

(一)接口種類用C++(或者C)語言操作MATLAB，有三種途徑：

·MEX文件

在MATLAB中可調用的C或Fortran語言程序稱為MEX文件。MATLAB可以直接把MEX文件視為它的內建函數進行調用。MEX文件是動態鏈接的子例程，MATLAB解釋器可以自動載入并執行它。MEX文件主要有以下用途：

對于大量現有的C或者Fortran程序可以無須改寫成MATLAB專用的M文件格式而在MATLAB中執行。

對于那些MATLAB運算速度過慢的算法，可以用C或者Frotran語言編寫以提高效率。

·MAT文件應用程序

MAT文件是MATLAB專用的用于保存數據至磁盤和向MATLAB導入、從MATLAB導出數據的數據文件格式。MAT文件提供了一種簡便的機制，它允許你在兩個平臺之間以靈活的方式移動數據。而且，它還提供了一種途徑來向其它單機MATLAB應用導入或者導出數據。

為了簡化在MATLAB環境之外對MAT文件的使用，MATLAB給出了一個操作例程庫，通過它，我們可以使用C/C++或者Fortran程序讀寫MAT文件。

·引擎應用程序

MATLAB提供了一系列的例程使得別的程序可以調用MATLAB，從而把MATLAB用作一個計算引擎。MATLAB引擎程序指的是那些通過管道(在UNIX系統中)或者ActiveX(在Windows系統中)與獨立MATLAB進程進行通信的C/C++或者Fortran程序。

MATLAB同樣提供了一個函數庫來啟動或者結束MATLAB進程、與MATLAB交換數據以及發送MATLAB命令。

(二)MEX文件1、一個MEX的例子

#include "mex.h"

void timestwo(double y[], double x[])

{

y[0] = 2.0*x[0];

}

void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[],

int nrhs, const mxArray *prhs[] )

{

double *x,*y;

int mrows,ncols;

if(nrhs!=1) {

mexErrMsgTxt("One input required.");

} else if(nlhs>1) {

mexErrMsgTxt("Too many output arguments");

}

輸出參數ans，所以nlhs可以=0 */

mrows = mxGetM(prhs[0]);

ncols = mxGetN(prhs[0]);

if( !mxIsDouble(prhs[0]) || mxIsComplex(prhs[0]) ||

!(mrows==1 && ncols==1) ) {

mexErrMsgTxt("Input must be a noncomplex scalar double.");

}

plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(mrows,ncols, mxREAL);

x = mxGetPr(prhs[0]);

y = mxGetPr(plhs[0]);

timestwo(y,x);

}

把上面這個文件用MEX編譯后，MATLAB命令行下調用的實例

x = 2;

y = timestwo(x)

y =

y =

4

2、MEX文件的編程規則

(1)編制自己的C++算法程序

(2)緊跟著定義mexFunction函數，mexFunction的定義法唯一：

它只能是如下形式:

void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[],

int nrhs, const mxArray *prhs[] )

其名稱和參數類型不許有任何改變，在mexFunciton函數中可以調用你剛定義好的C++程序。

3、MEX文件的編譯

MATLAB提供了專門編譯MEX文件的工具：mex，它可以把你做好的C++源程序編譯成 .mex文件供MATLAB在命令行方式下調用。調用時輸入你的C++函數名(上例中為timestwo)。具體mex的設置和使用方法可以在MATLAB命令行方式下用help mex命令獲得。

(三)MAT文件

1、概述.MAT文件是MATLAB專用的數據存儲格式，由于MATLAB提供了一套可供MATLAB調用的API函數集，所以我們完全可以在C++中訪問.MAT文件。這樣做的意義是：你可以把計算過程留給MATLAB，而用C++對計算結果進行分析或者可視化處理。

2、接口MATLAB提供的API函數集封裝于下面兩個標準DLL文件中：libmat.dll, libmx.dll。前者用于對MAT文件的操作，后者用于對MAT文件中矩陣的操作。他們的存放路徑為：\bin。

在\extern\include中有與前面兩個DLL對應的DEF文件：

libmat.edf, libmx.dbf。 其導出函數的原型位于同一目錄下的

mat.h和matrix.h中

有了這些DLL、DEF、H文件，該怎么用C++調用API函數就不用我多說了吧。

3、MATLAB中常用的矩陣類型·(復)雙精度矩陣(Complex Double-Precision Matrices)

MATLAB中最常用的數據類型便是(復)雙精度、非稀疏矩陣，這些矩陣的元素都是雙精度(double)的，矩陣的尺寸為m×n，其中m是總行數，m是總列數。矩陣數據實際存放在兩個雙精度向量中——一個向量存放的是數據的實部，另一個向量存放的是數據的虛部。指向這兩個向量的指針一般被寫做“pr” (pointer to real data，指向實數據的指針)和“pi” (pointer to imaginary data，指向虛數據的指針)”。如果一個矩陣的pi為空的話，說明它是實雙精度矩陣。

·稀疏矩陣(Sparse Matrices)

MATLAB中稀疏矩陣的存儲格式與眾不同。如同雙精度矩陣一樣，它擁有參數pr和pi，同時它還具用三個附加的參數：nzmax，ir以及jc。

nzmax是個整型數，其值為向量ir及pr、pi(如果存在的話)可能的最大長度。它是稀疏矩陣中不為零的元素的個數。

ir指向一個長度為nzmax的整型數陣列，陣列包含的是pr和pi中對應元素的行號。

jc指向一個長度為N+1的整型數陣列(N為矩陣的列數)，其中包含的是列號信息。對于任意的j，如果0≤j≥N-1，jc[j]是第j列中第一個非零項在ir、pr(以及pi)中的序號，jc[j+1]-1是第j列最后一個非零項的序號。因此jc[N]總等于nnz——矩陣中非零項的總個數。如果nnz小于nzmax，可以繼續向矩陣中添加非零項而無需分配額外的存儲空間

。

4、主要函數舉例：

·MATFile *matOpen(const char *filename, const char * mode)——打開/創建

·MATFile *matOpen(const char *filename, const char * mode)——打開/創建一個MAT文件；

·int matClose(MATFile *pMF)——關閉一個MAT文件；

·mxArray *mxCreateDoubleMatrix(int m, int n, mxComplexity flag)

——創建一個(復)雙精度矩陣；

·mxArray *mxCreateSparse(int m, int n, int nzmax, mxComplexity flag)

——創建一個稀疏矩陣；

·mxArray *matGetNextArray(MATFile *pMF)——獲得MAT文件里面下一個矩陣；

·const char *mxGetName(const mxArray *pa)——獲得矩陣pa的名稱；

·void mxSetName(mxArray *pa,const char *s)——為矩陣pa設置一個名稱；

·int mxGetM(const mxArray *pa)——獲得矩陣pa的總行數；

·int mxGetN(const mxArray *pa)——獲得矩陣pa的總列數；

·double *mxGetPr(const mxArray *pa)——獲得矩陣pa的pr指針；

·int *mxGetIr(const mxArray *pa)——獲得稀疏矩陣pa的ir指針；

·int *mxGetJc(const mxArray *pa)——獲得稀疏矩陣pa的jc指針；

·int matPutArray(MATFile * pMF, const mxArray * pA)

——把矩陣pA存儲入MAT文件pMAF；

·void mxDestroyArray(mxArray *pa)——釋放矩陣pa(把它從內存中撤銷)；

5、兩個例子：

·獲取一個MAT文件中第一個矩陣的信息

·獲取一個MAT文件中第一個矩陣的信息

typedef struct {

char szFileName[256];

MATFile* pMatFile;

mxArray* pArray;

char szArrayName[64];

char szErrMsg[256];

unsigned int nArrayDim[2];

bool bIsSparse;

} MATFileStruct;

int GetMATFileStruct(MATFileStruct *pMAThdr)

{

if((pMAThdr->pMatFile=matOpen(pMAThdr->szFileName,"r"))==NULL)

{ strcpy(pMAThdr->szErrMsg,"Can't open this mat file");

return(0);

}

if((pMAThdr->pArray=matGetNextArray(pMAThdr->pMatFile))==NULL)

{ strcpy(pMAThdr->szErrMsg,"Can't get arrays");

matClose(pMAThdr->pMatFile);

return(0);

}

}

pMAThdr->nArrayDim[0]=mxGetM(pMAThdr->pArray);

pMAThdr->nArrayDim[1]=mxGetN(pMAThdr->pArray);

strcpy(pMAThdr->szArrayName,mxGetName(pMAThdr->pArray));

pMAThdr->bIsSparse=mxIsSparse(pMAThdr->pArray);

mxDestroyArray(pMAThdr->pArray);

matClose(pMAThdr->pMatFile);

return(1);

}

·創建稀疏矩陣并賦值

int i,j,k,m,n,nzmax,*ir,*jc;

double *pr;

unsigned short *pData;

mxArray *pa; file://初始化。

m=pLCMShdr->TrueHdr.nArrayDim[0]; file://獲得原矩陣行數。

n=pLCMShdr->TrueHdr.nArrayDim[1]; file://獲得原矩陣列數。

nzmax=0;

for(i=0;i

{ if(pData!=0)

nzmax++;

nzmax++;

} file://計算數據中非零元個數。

if(nzmax

nzmax=n;

pa=mxCreateSparse(m,n,nzmax,mxREAL);

mxSetName(pa,pLCMShdr->TrueHdr.szArrayName);

pr=mxGetPr(pa); file://獲得pa的pr指針。

ir=mxGetIr(pa); file://獲得pa的ir指針。

jc=mxGetJc(pa); file://獲得pa的jc指針。

k=0;

for(j=0;j

{ jc[j]=k; file://jc[j]：截至到第j列非零元的個數。

for(i=0;i { if(pData!=0) file://如果第j列第i行的元素是個非零元。

{ ir[k]=i; file://記錄下第k個非零元的行號。

k++;

}

}

pData+=m; file://移動pData指針到下一列。

}

jc[n]=k; file://jc[n]等于矩陣中非零元的個數。

matPutArray(pmat,pa); file://把稀疏矩陣pa存入MAT文件pmat。

mxDestroyArray(pa); file://從內存中撤銷矩陣pa。(五)引擎應用程序

1、簡介引擎應用程序的實質是把MATLAB做為一個引擎，它允許從你自己的C++程序調用這個引擎。在運行時，引擎作為一個進程單獨運行，你的C++程序也作為一個進程單獨運行，二者可以通過進程間的通信機制進行交互。

2、引擎庫

MATLAB引擎庫包含了若干個控制MATLAB引擎的函數，如下所示：

engOpen 啟動MATLAB引擎

engClose 關閉MATLAB引擎

engGetArray 從MATLAB引擎中獲取一個MATLAB矩陣

engPutArray 向MATLAB引擎發送一個MATLAB矩陣

engEvalString 執行于一個MATLAB命令

engOutputBuffer 創建一個存儲MATLAB文本輸出的緩沖區

同時，引擎應用程序還可以使用前面提到的API函數。

3、一個例子? ? 從這個示例中，我們看出引擎應用程序是如何編制的：

#include

#include

#include

#include "engine.h"

#define BUFSIZE 256

int main()

{

Engine *ep;

mxArray *T = NULL, *result = NULL;

char buffer[BUFSIZE];

double time[10] = { 0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0,

8.0, 9.0 };

8.0, 9.0 };

6-6

if (!(ep = engOpen("\0"))) {

fprintf(stderr, "\nCan't start MATLAB engine\n");

return EXIT_FAILURE;

}

T = mxCreateDoubleMatrix(1, 10, mxREAL);

mxSetName(T, "T");

memcpy((void *)mxGetPr(T), (void *)time, sizeof(time));

engPutArray(ep, T)

engEvalString(ep, "D = .5.*(–9.8).*T.^2;");

engEvalString(ep, "plot(T,D);");

engEvalString(ep, "title('Position vs. Time for a falling

object');");

engEvalString(ep, "xlabel('Time (seconds)');");

engEvalString(ep, "xlabel('Time (seconds)');");

engEvalString(ep, "ylabel('Position (meters)');");

printf("Hit return to continue\n\n");

fgetc(stdin);

printf("Done for Part I.\n");

mxDestroyArray(T);

engEvalString(ep, "close;");

*/

engOutputBuffer(ep, buffer, BUFSIZE);

while (result == NULL) {

char str[BUFSIZE];

printf("Enter a MATLAB command to evaluate. This

command should\n");

printf("create a variable X. This program will then

determine\n");

printf("what kind of variable you created.\n");

printf("For example: X = 1:5\n");

printf(">> ");

fgets(str, BUFSIZE–1, stdin);

engEvalString(ep, str);

engEvalString(ep, str);

printf("%s", buffer+2);

printf("\nRetrieving X...\n");

if ((result = engGetArray(ep,"X")) == NULL)

printf("Oops! You didn't create a variable X.\n\n");

else

printf("X is class %s\t\n", mxGetClassName(result));

}

printf("Done!\n");

mxDestroyArray(result);

engClose(ep);

return EXIT_SUCCESS;

}

4、引擎應用程序的編譯對于象上例中的控制臺程序，可以在MATLAB命令行中直接使用帶-f參數的mex命令編譯。

如果在普通win32 application中使用MATLAB引擎，情況則比較復雜。在Windows中，MATLAB引擎是通過ActiveX被調用的。因此你需要先Create一個OLE Automation Sever和一個OLE Client，然后通過OLE方式調用這個MATLAB引擎。具體做法可參閱相關MATLAB隨機文檔。

5、總結MATLAB引擎的調用與其它引擎(例如數據庫引擎)的調用很類似，其步驟是聯接\啟動引擎，然后向引擎發送命令，獲得引擎處理結果。

結束語上面簡要介紹了MATLAB與C++的幾種接口方式，我們可以根據要求的不同采用相應的方式。

此外，MATLAB還提供了一個數學庫，由此數學庫，我們可以獲得對MATLAB內部命令更多的訪問權和更靈活的訪問方式。具體內容可參考MATLAB的相關隨機文檔。

·參考文獻

1、MATLAB隨機文檔：apiguide.pdf

2、MATLAB隨機文檔：apiref.pdf

3、MATLAB隨機文檔：c_math_ref1.pdf

·致謝

感謝loverboy的鼓勵，他聲稱要把這些帖子放到他的主頁上，才使得我能夠在短時間完成這篇接口問題的文章，西西。

·備注

mex編譯器在VC6下的設置可參閱本板19#文

Bluesky的意見：

VC程序員最好用visual matcom。VB用matrixVB mathtool在主頁上提供免費試用，快去下吧。matlab的功能可在你的VC,VB中實現，而且只需兩個dll即可發行。

要放在當前運行的目錄下

主要是c里面一些參數的設置，如庫的添加，lib路徑的設定等。

還可以看matlab的幫助文件MATLAB/Using MATLAB/External InteRFaces/API/Creating C Language MEX-Files/C MEX-Files，里面有張圖講了調用過程非常清楚。

1

總結

以上是生活随笔為你收集整理的matlab都有什么接口,介绍MATLAB与C++的几种接口方式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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