2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page1第8章MATLAB與C/C++混合編程【學(xué)習(xí)目標(biāo)】了解MATLAB的外部編程接口熟悉MATLAB與C/C++的混合編程方法掌握使用MAT文件按實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互掌握使用共享庫(kù)實(shí)現(xiàn)混合編程掌握使用MEX文件實(shí)現(xiàn)混合編程掌握使用MATLAB引擎實(shí)現(xiàn)混合編程掌握使用編譯器實(shí)現(xiàn)混合編程2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page2第8章MATLAB與C/C++混合編程MATLAB混合編程該韓素8.1使用MAT文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互8.2使用共享庫(kù)實(shí)現(xiàn)混合編程8.3使用MEX文件實(shí)現(xiàn)混合編程8.4使用MATLAB編譯器實(shí)現(xiàn)混合編程8.6使用MATLAB引擎實(shí)現(xiàn)混合編程8.52023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page38.1MATLAB混合編程概述8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介8.1.2常用MATLAB與C/C++混合編程方法2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page4MATLAB應(yīng)用程序接口是MATLAB與外部程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行交互的通道，通過(guò)MATLAB應(yīng)用程序接口，可以實(shí)現(xiàn)MATLAB與其它高級(jí)編程語(yǔ)言的混合編程。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page5MATLAB提供的外部接口包括：數(shù)據(jù)共享接口、外部程序接口、COM客戶(hù)端和服務(wù)器自動(dòng)化接口以及外設(shè)數(shù)據(jù)交換接口。另外，MATLAB還為用戶(hù)提供了MATLAB編譯器，可進(jìn)一步發(fā)揮MATLAB的計(jì)算與圖形操作威力。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page6MATLAB數(shù)據(jù)交互接口MATLAB通過(guò)MAT文件與其它編程平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。MAT文件是MATLAB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)默認(rèn)的文件格式，其文件名以.mat為后綴。MATLAB為用戶(hù)提供了一系列操作MAT文件的API函數(shù)，可以利用這些函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)MAT文件的訪(fǎng)問(wèn)。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page7MATLAB共享庫(kù)接口共享庫(kù)是一組可以在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載的函數(shù)的集合，不同平臺(tái)下的共享庫(kù)有不同的形式；Windows的共享庫(kù)是指動(dòng)態(tài)連接庫(kù)，后綴為.dll，UNIX和Linux下的共享庫(kù)是指共享對(duì)象文件，后綴為.so。MATLAB提供在MATLAB中調(diào)用共享庫(kù)的接口函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)共享庫(kù)的加載、釋放、參數(shù)傳遞和函數(shù)調(diào)用等操作。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page8MATLAB外部程序接口MATLAB通過(guò)MEX文件實(shí)現(xiàn)與外部程序的連接。MEX是MATLABExecutable的縮寫(xiě)，即MATLAB可執(zhí)行程序。MEX文件是MATLAB調(diào)用其它編程語(yǔ)言編寫(xiě)的程序或算法的接口，符合MATLAB的調(diào)用格式，可以被MATLAB解釋器載入執(zhí)行。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page9MATLAB引擎MATLAB引擎是一組允許用戶(hù)在其它應(yīng)用程序中與MATLAB交互的函數(shù)接口庫(kù)。通過(guò)這些接口函數(shù)，用戶(hù)可以在C、C++和Fortran等高級(jí)編程語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)對(duì)MATLAB的控制，將MATLAB作為一種計(jì)算引擎使用。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page10MATLAB編譯器MATLAB編譯器是MATLAB環(huán)境下的編譯工具，它能將M文件轉(zhuǎn)換為C或C++等不同類(lèi)型的源代碼、MEX文件、可獨(dú)立運(yùn)行的應(yīng)用程序文件或組件。MATLAB還為Java、.NET和Excel提供了單獨(dú)的Builder，可以實(shí)現(xiàn)M文件到Java類(lèi)、.NET組件和Exceladd-ins的轉(zhuǎn)換。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page11MATLAB的Java接口MATLAB的Java接口是在MATLAB環(huán)境中運(yùn)行和使用Java程序所提供的函數(shù)庫(kù)。通過(guò)MATLAB接口，用戶(hù)可以在MATLAB中直接訪(fǎng)問(wèn)JavaAPI，在工作空間創(chuàng)建Java對(duì)象和調(diào)用Java對(duì)象方法。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page12MATLAB的.NET接口MATLAB的.NET接口是新版本MATLAB中為實(shí)現(xiàn)MATLAB與.NET的交互而引入的接口函數(shù)。通過(guò)MATLAB的.NET接口，用戶(hù)可以在MATLAB工作空間中創(chuàng)建.NET類(lèi)實(shí)例，還可以通過(guò)類(lèi)成員與.NET應(yīng)用程序進(jìn)行交互。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page13MATLAB的COM交互接口MATLAB既可以充當(dāng)COM客戶(hù)，控制其它組件，也可以充當(dāng)自動(dòng)化服務(wù)器，被其它組件所控制。MATLAB支持四種不同的COM客戶(hù)/服務(wù)器設(shè)置方式：MATLAB客戶(hù)和進(jìn)程內(nèi)服務(wù)器、MATLAB客戶(hù)和進(jìn)程外服務(wù)器、客戶(hù)程序和MATLAB自動(dòng)化服務(wù)器以及客戶(hù)程序和MATLAB引擎服務(wù)器。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page14MATLAB的WebServices接口WebServices是一種允許分布在不同區(qū)域、運(yùn)行不同操作系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)環(huán)境的計(jì)算機(jī)相互間進(jìn)行通信的技術(shù)。利用WebServices，客戶(hù)端可以訪(fǎng)問(wèn)并執(zhí)行遠(yuǎn)程服務(wù)器上所提供的Web服務(wù)。MATLAB可以充當(dāng)WebServices的客戶(hù)端，通過(guò)MATLAB的WebServices接口對(duì)服務(wù)器提供的WebServices進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page15MATLAB的串行I/O接口串口是計(jì)算機(jī)同外部設(shè)備進(jìn)行通信的重要接口。通過(guò)MATLAB提供的串行I/O接口，用戶(hù)可以直接訪(fǎng)問(wèn)通過(guò)串口連接在計(jì)算機(jī)上的打印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器等外部設(shè)備。該串行I/O接口建立在串行I/O對(duì)象之上，借助該對(duì)象所支持的函數(shù)和屬性，用戶(hù)可以配置串口通信、讀寫(xiě)數(shù)據(jù)并將信息記錄存盤(pán)。8.1.1MATLAB外部接口簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page16C/C++語(yǔ)言有著龐大的用戶(hù)群和強(qiáng)大的生命力，在當(dāng)前計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中占據(jù)著相當(dāng)重要的位置。將MATLAB與C/C++相結(jié)合，可以發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高開(kāi)發(fā)效率。8.1.2常用MATLAB與C/C++混合編程方法2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page17使用MAT文件實(shí)現(xiàn)程序的數(shù)據(jù)交互；利用C/C++創(chuàng)建共享庫(kù)文件實(shí)現(xiàn)MATLAB對(duì)C/C++程序的調(diào)用；利用C/C++創(chuàng)建MEX文件實(shí)現(xiàn)MATLAB對(duì)C/C++程序的調(diào)用；利用MATLAB引擎實(shí)現(xiàn)C/C++對(duì)MATLAB的調(diào)用；利用MATLAB編譯器實(shí)現(xiàn)MATLAB與C/C++的混合編程；8.1.2常用MATLAB與C/C++混合編程方法2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page188.2使用MAT文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互8.2.1MAT文件簡(jiǎn)介8.2.2操作MAT文件的API8.2.3編譯和鏈接MAT程序的配置8.2.4MAT文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互實(shí)例2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page19MAT文件是MATLAB專(zhuān)用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，也是其默認(rèn)的文件格式。MAT文件以.mat為后綴，文件中數(shù)據(jù)以二進(jìn)制格式保存，用戶(hù)一般只能在MATLAB載入MAT文件后，通過(guò)變量編輯器實(shí)現(xiàn)對(duì)MAT文件的修改。8.2.1MAT文件簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page20MAT文件由文件頭和緊隨其后的數(shù)據(jù)單位組成。MAT文件頭又可分為MATLAB的版本信息、操作平臺(tái)的信息和文件創(chuàng)建的時(shí)間共三部分。文件頭共128字節(jié)，type命令可查看。8.2.1MAT文件簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page21為了簡(jiǎn)化在MATLAB之外的環(huán)境中使用MAT文件，MATLAB提供了一系列的API，用于實(shí)現(xiàn)MAT文件的讀寫(xiě)。利用API對(duì)MAT文件進(jìn)行讀寫(xiě)，無(wú)需了解MAT文件的內(nèi)部格式，而且當(dāng)MATLAB升級(jí)時(shí)，即使MAT文件的版本發(fā)生了改變也無(wú)需重寫(xiě)用戶(hù)代碼。MATLAB強(qiáng)烈建議用戶(hù)使用MATLAB提供的API實(shí)現(xiàn)MAT文件的讀寫(xiě)。8.2.2操作MAT文件的API函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page22操作MAT文件的API包括MAT文件函數(shù)庫(kù)和MX矩陣函數(shù)庫(kù)。MAT文件函數(shù)庫(kù)以mat為前綴，所有函數(shù)在頭文件mat.h中聲明，主要用于MAT文件的創(chuàng)建和讀寫(xiě)。MX矩陣函數(shù)庫(kù)以mx為前綴，所有函數(shù)在頭文件matrix.h中進(jìn)行聲明，主要用于矩陣元素的創(chuàng)建和操作。8.2.2操作MAT文件的API函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page238.2.2操作MAT文件的API函數(shù)函數(shù)說(shuō)

明matOpen打開(kāi)一個(gè)MAT文件matClose關(guān)閉一個(gè)MAT文件matGetDir獲取MAT文件中的MATLAB數(shù)組列表matGetFp獲取一個(gè)指向MAT文件的ANSIC文件指針matGetVariable從MAT文件中讀取一個(gè)MATLAB數(shù)組matPutVariable將一個(gè)MATLAB數(shù)組寫(xiě)入MAT文件matGetNextVariable從MAT文件中讀取下一個(gè)MATLAB數(shù)組matDeleteVariable將一個(gè)MATLAB數(shù)組從MAT文件中刪除matPutVariableAsGlobal將一個(gè)MATLAB數(shù)組作為全局變量寫(xiě)入MAT文件matGetVariableInfo從一個(gè)MAT文件中載入一個(gè)MATLAB數(shù)組頭matGetNextVariableInfo從一個(gè)MAT文件中載入下一個(gè)MATLAB數(shù)組頭2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page248.2.2操作MAT文件的API函數(shù)函數(shù)說(shuō)

明mxCreateLogicalArray創(chuàng)建一個(gè)N維的邏輯mxArray類(lèi)型的矩陣，初始化為falsemxCreateLogicalMatrix創(chuàng)建一個(gè)二維的邏輯mxArray類(lèi)型的矩陣，初始化為falsemxCreateDoubleMatrix創(chuàng)建一個(gè)二維的雙精度浮點(diǎn)mxArray矩陣，初始化為0mxCreateSparse創(chuàng)建一個(gè)二維的稀疏矩陣mxCreateString按指定的字符串創(chuàng)建一個(gè)字符串?dāng)?shù)組mxCreateCellMatrix創(chuàng)建一個(gè)二維的空數(shù)組，每個(gè)元素都為NULLmxCreateStructArray用指定的字段創(chuàng)建一個(gè)N維的結(jié)構(gòu)體數(shù)組，初始化為NULLmxDestroyArray釋放由mxCreate*函數(shù)所分配的動(dòng)態(tài)內(nèi)存2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page258.2.2操作MAT文件的API函數(shù)函數(shù)說(shuō)

明mxGetM獲取數(shù)組第一維元素的個(gè)數(shù)mxGetN獲取數(shù)組除第一維其它維上元素的個(gè)數(shù)（矩陣的列數(shù)）mxGetDimensions獲取數(shù)組各維上元素的個(gè)數(shù)mxSetM設(shè)置mxArray類(lèi)型矩陣的行數(shù)mxSetN設(shè)置mxArray類(lèi)型矩陣的列數(shù)mxGetPr獲取double類(lèi)型數(shù)組的實(shí)部數(shù)據(jù)指針mxGetPi獲取double類(lèi)型數(shù)組的虛部數(shù)據(jù)指針mxSetPr為double類(lèi)型數(shù)組設(shè)置新的實(shí)部數(shù)據(jù)mxSetPi為double類(lèi)型數(shù)組設(shè)置新的虛部數(shù)據(jù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page26為了在C/C++開(kāi)發(fā)環(huán)境中編譯和鏈接調(diào)用MAT文件接口函數(shù)的程序，用戶(hù)必須進(jìn)行必要的環(huán)境設(shè)置。本小節(jié)介紹在MATLAB平臺(tái)利用mex命令和在VS2005開(kāi)發(fā)環(huán)境中編譯、鏈接MAT程序的環(huán)境配置。8.2.3編譯和鏈接MAT程序環(huán)境配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page27MATLAB平臺(tái)mex命令環(huán)境配置MATLAB借助mex命令和MAT屬性文件來(lái)實(shí)現(xiàn)C/C++MAT程序的編譯和鏈接。MAT屬性文件位于目錄【matlabroot\bin\win32\mexopts\】下，文件名為“*engmatopts.bat”，其中，*代表編譯器的類(lèi)型和版本號(hào)。8.2.3編譯和鏈接MAT程序環(huán)境配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page28MATLAB平臺(tái)mex命令環(huán)境配置假若當(dāng)前工作目錄下存在一個(gè)名為matcreat.c的C程序，利用微軟VisualC++Version8.0（VS2005）將其編譯為獨(dú)立的可執(zhí)行程序，則需要在MATLAB中輸入下面的命令行代碼：若當(dāng)前操作系統(tǒng)并未安裝VisualC++Version8.0，MATLAB會(huì)提示“無(wú)法定位編譯器”的錯(cuò)誤信息。8.2.3編譯和鏈接MAT程序環(huán)境配置mex-fmatlabroot\bin\win32\mexopts\msvc80engmatopts.batmatcreat.c2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page29MATLAB平臺(tái)mex命令環(huán)境配置在mex命令后加入-setup參數(shù)可查看當(dāng)前系統(tǒng)安裝的C/C++和Fortran編譯器：8.2.3編譯和鏈接MAT程序環(huán)境配置>>mex-setupPleasechooseyourcompilerforbuildingexternalinterface(MEX)files:Wouldyoulikemextolocateinstalledcompilers[y]/n?ySelectacompiler:[1]Lcc-win32C2.4.1inC:\PROGRA~1\MATLAB\R2010a\sys\lcc[2]MicrosoftVisualC++2005SP1inC:\ProgramFiles\MicrosoftVisualStudio8[3]MicrosoftVisualC++6.0inC:\ProgramFiles\MicrosoftVisualStudio[0]None2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page30VS2005平臺(tái)開(kāi)發(fā)MAT程序環(huán)境配置利用mex命令可以實(shí)現(xiàn)C/C++程序的編譯鏈接，當(dāng)程序包含多個(gè)文件時(shí)，用這種命令行方法編譯程序就不是很方便。VisualC++是Windows系統(tǒng)下最受歡迎的C/C++開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以管理和開(kāi)發(fā)大規(guī)模的C/C++程序，下面介紹在VS2005下編譯、鏈接MAT程序的環(huán)境配置。8.2.3編譯和鏈接MAT程序環(huán)境配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page31VS2005平臺(tái)開(kāi)發(fā)MAT程序環(huán)境配置1.將【matlabroot\extern\include】加入為包含目錄（mat.h和matrix.h

所在目錄）8.2.3編譯和鏈接MAT程序環(huán)境配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page32VS2005平臺(tái)開(kāi)發(fā)MAT程序環(huán)境配置2.【matlabroot\extern\lib\win32\microsoft】設(shè)置為庫(kù)目錄（MAT接口和矩陣庫(kù)所在目錄）8.2.3編譯和鏈接MAT程序環(huán)境配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page33VS2005平臺(tái)開(kāi)發(fā)MAT程序環(huán)境配置3.工程屬性頁(yè)中加入對(duì)libmat.lib和libmx.lib兩個(gè)庫(kù)文件的鏈接8.2.3編譯和鏈接MAT程序環(huán)境配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page348.2.4MAT文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互實(shí)例【例8-1】編寫(xiě)C程序，通過(guò)MATAPI創(chuàng)建一個(gè)MAT文件，并在MATLAB中查看創(chuàng)建的MAT文件的內(nèi)容。為簡(jiǎn)化代碼編寫(xiě)過(guò)程，我們以MATLAB自帶的示例代碼matcreat.c為基礎(chǔ)創(chuàng)建MAT文件，具體步驟如下：2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page35在VS2005中新建一個(gè)空的VisualC++Win32控制臺(tái)應(yīng)用程序，項(xiàng)目名稱(chēng)為“CreateMatFileTest”；將目錄【matlabroot\extern\examples\eng_mat\】下的matcreat.c拷貝到當(dāng)前項(xiàng)目目錄中，并通過(guò)【項(xiàng)目】菜單下的【添加現(xiàn)有項(xiàng)】子菜單將文件matcreat.c加入當(dāng)前工程。修改matcreat.c，保留程序創(chuàng)建MAT文件相關(guān)代碼8.2.4MAT文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互實(shí)例2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page36為當(dāng)前項(xiàng)目加入依賴(lài)連接庫(kù)文件libmat.lib和libmx.lib；編譯、鏈接工程，并運(yùn)行程序；撰寫(xiě)MATLAB程序，讀取MAT文件內(nèi)容具體代碼參見(jiàn)光盤(pán)實(shí)例源碼。8.2.4MAT文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互實(shí)例2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page378.2.4MAT文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互實(shí)例2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page388.3使用共享庫(kù)實(shí)現(xiàn)混合編程8.3.1MATLAB調(diào)用共享庫(kù)函數(shù)8.3.2給共享庫(kù)中的函數(shù)傳遞參數(shù)8.3.3私用libpointer/libstruct對(duì)象8.3.4使用共享庫(kù)實(shí)現(xiàn)混合編程實(shí)例2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page39

共享庫(kù)是一組可以在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載的函數(shù)的集合，在windows平臺(tái)中共享庫(kù)就是動(dòng)態(tài)連接庫(kù)（DLL）。在MATLAB中要訪(fǎng)問(wèn)共享庫(kù)中的函數(shù)，首先必須載入共享庫(kù)。共享庫(kù)被載入后，利用MATLAB提供的查看列表命令可以查看共享庫(kù)中包含的函數(shù)，在完成函數(shù)調(diào)用后，需要卸載共享庫(kù)。8.3.1MATLAB調(diào)用共享庫(kù)函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page40

共享庫(kù)是一組可以在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載的函數(shù)的集合，在windows平臺(tái)中共享庫(kù)就是動(dòng)態(tài)連接庫(kù)（DLL）。在MATLAB中要訪(fǎng)問(wèn)共享庫(kù)中的函數(shù)，首先必須載入共享庫(kù)。共享庫(kù)被載入后，利用MATLAB提供的查看列表命令可以查看共享庫(kù)中包含的函數(shù)，在完成函數(shù)調(diào)用后，需要卸載共享庫(kù)。8.3.1MATLAB調(diào)用共享庫(kù)函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page41共享庫(kù)載入函數(shù)函數(shù)loadlibrary載入共享庫(kù)，函數(shù)語(yǔ)法形式如下：loadlibrary('shrlib','hfile')shrlib是共享庫(kù)文件名稱(chēng)；hfile是包含函數(shù)原型的頭文件的名稱(chēng)。如：hfile=[matlabroot'\extern\include\matrix.h']8.3.1MATLAB調(diào)用共享庫(kù)函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page42共享庫(kù)卸載函數(shù)函數(shù)unloadlibrary卸載共享庫(kù)，函數(shù)語(yǔ)法形式如下：

unloadlibrary('libname')

unloadlibrary

libnamelibname：共享庫(kù)名。8.3.1MATLAB調(diào)用共享庫(kù)函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page43共享庫(kù)查看函數(shù)MATLAB提供了兩個(gè)查看函數(shù)。

libfunctions函數(shù)語(yǔ)法形式如下：m=libfunctions('libname')m=libfunctions('libname','-full')libname：共享庫(kù)名；'-full'：表示顯示函數(shù)的詳細(xì)信息；m：返回值，是一個(gè)字符串型的單元陣列，包含函數(shù)信息。8.3.1MATLAB調(diào)用共享庫(kù)函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page44共享庫(kù)查看函數(shù)libfunctionsview函數(shù)語(yǔ)法形式如下：

libfunctionsview('libname')libfunctions在命令窗口中顯示共享庫(kù)中函數(shù)libfunctionsview在圖形用戶(hù)界面中顯示共享庫(kù)中函數(shù)。帶-full參數(shù)的函數(shù)返回共享庫(kù)中所有函數(shù)的完全描述。8.3.1MATLAB調(diào)用共享庫(kù)函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page45共享庫(kù)調(diào)用函數(shù)函數(shù)calllib調(diào)用共享庫(kù)中的函數(shù)，函數(shù)語(yǔ)法形式如下：[x1,...,xN]=calllib('libname', 'funcname',arg1,…,argN)libname：調(diào)用函數(shù)所在共享庫(kù)的名稱(chēng)；funcname：調(diào)用函數(shù)的名稱(chēng)；arg1…argN：為函數(shù)傳入的參數(shù)；x1…xN：函數(shù)返回值。8.3.1MATLAB調(diào)用共享庫(kù)函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page46C與MATLAB數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)應(yīng)關(guān)系8.3.2給共享庫(kù)中的函數(shù)傳遞參數(shù)C語(yǔ)言數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)應(yīng)MATLAB數(shù)據(jù)類(lèi)型char,byteint8unsignedchar,byteuint8shortint16unsignedshortuint16intint32long(32bit)int32long(64bit)int64unsignedint,unsignedlonguint32floatsingledoubledouble2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page47C與MATLAB數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)應(yīng)關(guān)系（續(xù)）8.3.2給共享庫(kù)中的函數(shù)傳遞參數(shù)C語(yǔ)言數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)應(yīng)MATLAB數(shù)據(jù)類(lèi)型char*cstring(1×n字符數(shù)組)*char[]字符串單元數(shù)組int*(u)int(size)Ptr字符串cstring字符串引用stringPtr字符串指針數(shù)組stringPtrPtr有符號(hào)字節(jié)矩陣int8Ptrfloat*singlePtrdouble*doublePtrmxArray*MATLABarrayvoid*voidPtrvoid**voidPtrPtrtype**typePtrPtr2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page48參數(shù)傳遞原則非標(biāo)量數(shù)據(jù)類(lèi)型的函數(shù)參數(shù)必須聲明為引用調(diào)用（passbyreference）；當(dāng)函數(shù)參數(shù)為二維矩陣時(shí)，需要將輸入矩陣轉(zhuǎn)置后再傳給處理函數(shù)，對(duì)函數(shù)的返回結(jié)果也要做轉(zhuǎn)置處理。這是因?yàn)镃語(yǔ)言與MATLAB矩陣元素的單下標(biāo)索引順序不同，前者是行優(yōu)先，而后者是列優(yōu)先；8.3.2給共享庫(kù)中的函數(shù)傳遞參數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page49參數(shù)傳遞原則（續(xù)）當(dāng)函數(shù)參數(shù)是數(shù)組類(lèi)型，并且數(shù)組維數(shù)在二維以上時(shí)，為保持?jǐn)?shù)組形狀，需要在調(diào)用函數(shù)之前備份數(shù)組形狀信息，這樣在函數(shù)調(diào)用后就可以利用備份的數(shù)組形狀信息恢復(fù)數(shù)組原來(lái)的形狀；當(dāng)函數(shù)參數(shù)為指針類(lèi)型時(shí)，用空數(shù)組[]來(lái)傳遞一個(gè)NULL參數(shù)值。8.3.2給共享庫(kù)中的函數(shù)傳遞參數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page50傳遞原生類(lèi)型參數(shù)當(dāng)需要傳遞的函數(shù)參數(shù)為MATLAB原生數(shù)據(jù)類(lèi)型時(shí)，MATLAB自動(dòng)將MATLAB中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為外部函數(shù)參數(shù)所需的數(shù)據(jù)類(lèi)型。例如，外部函數(shù)輸入?yún)?shù)為short類(lèi)型，用戶(hù)可以將double類(lèi)型的數(shù)據(jù)作為輸入?yún)?shù)傳入，MATLAB會(huì)自動(dòng)將double類(lèi)型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為外部函數(shù)所需的short類(lèi)型參數(shù)。8.3.2給共享庫(kù)中的函數(shù)傳遞參數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page51傳遞字符串參數(shù)當(dāng)外部共享庫(kù)函數(shù)包含char*型參數(shù)時(shí)，可以將MATLAB字符串作為參數(shù)傳入，即MATLAB中的字符串等同于C語(yǔ)言中的char*。即：MATLAB中的cstring變量與共享庫(kù)函數(shù)中的char*變量相對(duì)應(yīng)。8.3.2給共享庫(kù)中的函數(shù)傳遞參數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page52傳遞指針參數(shù)若共享庫(kù)中函數(shù)的參數(shù)為引用型參數(shù)（指針或引用），傳入對(duì)應(yīng)的數(shù)值型參數(shù)即可，MATLAB會(huì)自動(dòng)將傳入的數(shù)值型參數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的引用型參數(shù)。

如：8.3.2給共享庫(kù)中的函數(shù)傳遞參數(shù)doubleaddDoubloeByRef(doublex,double*y);calllib(‘libname’,‘a(chǎn)ddDoubleByRef’,1.5,2,6)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page53很多時(shí)候，需要傳入引用型參數(shù)而不能傳入數(shù)值型參數(shù)。如想對(duì)輸入?yún)?shù)的值進(jìn)行更改或傳入的數(shù)據(jù)占用很多的存儲(chǔ)空間時(shí)，就需要使用引用型參數(shù)。針對(duì)上述情況，MATLAB為用戶(hù)提供了libpointer對(duì)象和libstruct對(duì)象。8.3.3使用libpointer/libstruct對(duì)象傳遞參數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page54創(chuàng)建libpointer對(duì)象libpointer函數(shù)用來(lái)創(chuàng)建libpointer對(duì)象，函數(shù)語(yǔ)法形式如下：p=libpointer('type','value')type：創(chuàng)建指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)類(lèi)型，如int32Ptr等；value：為指針對(duì)象賦予的初始值；p：返回的指針對(duì)象。8.3.3使用libpointer/libstruct對(duì)象傳遞參數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page55創(chuàng)建指向原生數(shù)據(jù)類(lèi)型變量的指針假如存在double型變量x，現(xiàn)在需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)指向x的libpointer對(duì)象，代碼如下：8.3.3使用libpointer/libstruct對(duì)象傳遞參數(shù)>>x=10;>>xp=libpointer('doublePtr',x);>>get(xp)Value:10

DataType:'doublePtr'xp即是我們創(chuàng)建的指向變量x的double類(lèi)型libpointer對(duì)象。2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page56通過(guò)既有l(wèi)ibpointer創(chuàng)建指針在已有l(wèi)ibpointer對(duì)象的基礎(chǔ)上，利用加號(hào)運(yùn)算符（+）用戶(hù)很容易創(chuàng)建新的libpointer對(duì)象。創(chuàng)建新指針的過(guò)程與C語(yǔ)言中利用偏移創(chuàng)建新指針類(lèi)似。8.3.3使用libpointer/libstruct對(duì)象傳遞參數(shù)>>x=1:8;>>xp=libpointer('doublePtr',x);>>xp2=xp+3;>>xp2.Valueans=456782023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page57MEX文件是用C/C++或Fortran編寫(xiě)，遵循MEX文件格式的，可被MATLAB直接調(diào)用的一種文件。MATLA將MEX文件中的函數(shù)視為它的內(nèi)建函數(shù)，MATLAB解釋器可以自動(dòng)載入并執(zhí)行它們。MEX文件有二進(jìn)制MEX文件和MEX源文件之分，一般情況下指的是二進(jìn)制MEX文件。8.4.1MEX文件簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page58利用libpointer創(chuàng)建指向結(jié)構(gòu)體的指針當(dāng)函數(shù)的參數(shù)為結(jié)構(gòu)體類(lèi)型時(shí)，傳入的參數(shù)可以是結(jié)構(gòu)體也是以是指向結(jié)構(gòu)體的指針。8.3.3使用libpointer/libstruct對(duì)象傳遞參數(shù)>>sx.v1=499.99;sx.v2=122;sx.v3=-210;>>sp=libpointer('c_struct',sx);>>sp.Valueans=v1:499.99v2:122v3:-210struct

c_struct{doublev1;shortv2;longv3;};2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page59利用libstruct創(chuàng)建指向結(jié)構(gòu)體的指針libstruct函數(shù)也可用于創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體對(duì)象，libstruct語(yǔ)法形式如下：

s=libstruct('structtype',mlstruct)'structtype'：指定所創(chuàng)建對(duì)象的結(jié)構(gòu)體類(lèi)型mlstruct：為所創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體對(duì)象賦予的初值s：返回所創(chuàng)建的libstruct對(duì)象。8.3.3使用libpointer/libstruct對(duì)象傳遞參數(shù)根據(jù)C語(yǔ)言中的結(jié)構(gòu)體類(lèi)型structtype來(lái)創(chuàng)建libstruct對(duì)象，并根據(jù)mlstruct為對(duì)象的域賦初值。2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page608.3.4使用共享庫(kù)實(shí)現(xiàn)混合編程實(shí)例【例8-2】已知共享庫(kù)libname中包含函數(shù)addDoubleByRef和addStructByRef，定義如下頁(yè)，編寫(xiě)MATLAB程序，利用libpointer對(duì)象和libstruct對(duì)象傳遞參數(shù)調(diào)用函數(shù)。（假定libname共享庫(kù)的頭文件為libname.h）2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page618.3.4使用共享庫(kù)實(shí)現(xiàn)混合編程實(shí)例doubleaddDoubleByRef(doublex,double*yp){ returnx+*y;}struct

c_struct{doublev1;shortv2;longv3;};doubleaddStructByRef(struct

c_struct*st){ doublet=st->v1+st->v2+st->v3;

st->v1*=2;

st->v2*=2;

st->v2*=2; returnt;}2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page62loadlibrary('libname','libname.h')

%裝載libname共享庫(kù)x=1.2;%創(chuàng)建doublePtr類(lèi)型libpointer對(duì)象yp=libpointer('doublePtr',x);

%調(diào)用函數(shù)addDoubleByRefcalllib('libname','addDoubleByRef',2.3,yp);

%創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體對(duì)象smsm.v1=1.2;sm.v2=-27;sm.v3=145;%利用sm創(chuàng)建指向結(jié)構(gòu)體的指針sp=libpointer('c_struct',sm);

calllib('libname','addStructByRef',sm)

%傳入結(jié)構(gòu)體對(duì)象calllib(‘libname’,‘a(chǎn)ddStructByRef’,sp)

%傳入libpointer對(duì)象%利用sm創(chuàng)建指向結(jié)構(gòu)體的指針sc=libstruct('c_struct',sm);

%調(diào)用函數(shù)addStructByRef，傳入calllib('libname','addStructByRef',sc)

get(sc)%get函數(shù)查看sc的值unloadlibrary

libname

%卸載libname共享庫(kù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page638.4使用MEX文件實(shí)現(xiàn)混合編程8.4.1MEX文件簡(jiǎn)介8.4.2使用MEX文件環(huán)境配置8.4.3C語(yǔ)言MEX函數(shù)8.4.4C語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件實(shí)例8.4.5C++語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件實(shí)例2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page64MEX文件是用C/C++或Fortran編寫(xiě)，遵循MEX文件格式的，可被MATLAB直接調(diào)用的一種文件。MATLA將MEX文件中的函數(shù)視為它的內(nèi)建函數(shù)，MATLAB解釋器可以自動(dòng)載入并執(zhí)行它們。MEX文件有二進(jìn)制MEX文件和MEX源文件之分，一般情況下指的是二進(jìn)制MEX文件。8.4.1MEX文件簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page65MEX文件用途可以直接調(diào)用已有的大量C/C++或者Fortran程序，而無(wú)需將他們用MATLAB重新改寫(xiě)；用C/C++或者Frotran語(yǔ)言編寫(xiě)那些在MATLAB中運(yùn)算速度過(guò)慢的算法以提高效率，如包含大量的逐元素處理的循環(huán)運(yùn)算等直接控制硬件，如A/D采集卡，D/A輸出卡等，以用于數(shù)據(jù)采集或控制應(yīng)用。8.4.1MEX文件簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page66MEX源文件結(jié)構(gòu)MEX源文件是指用C/C++或Fortan語(yǔ)言所編寫(xiě)的遵循MEX文件格式的源代碼文件。C語(yǔ)言MEX源文件由三部分組成：第一部分：頭文件包含及宏定義；第二部分：計(jì)算例程，即在MEX源文件中完成計(jì)算功能的程序代碼，計(jì)算程序可以是普通的C/C++程序，按照C/C++語(yǔ)言規(guī)則編寫(xiě)即可；第三部分：入口例程，即將計(jì)算例程與MATLAB連接的入口函數(shù)mexFunction。8.4.1MEX文件簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page67MEX源文件結(jié)構(gòu)-mexFunction聲明8.4.1MEX文件簡(jiǎn)介voidmexFunction(

int

nlhs, /*期望輸出參數(shù)個(gè)數(shù)*/

mxArray*plhs[], /*指向輸出參數(shù)的指針數(shù)組*/

int

nrhs, /*期望的輸入?yún)?shù)個(gè)數(shù)*/constmxArray*prhs[] /*執(zhí)行輸入?yún)?shù)的指針數(shù)組*/)nlhs：輸出數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)；plhs：指向mxArray類(lèi)型輸出數(shù)據(jù)的指針；nrhs：輸入數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)；prhs：指向mxArray類(lèi)型輸入數(shù)據(jù)的指針。2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page68二進(jìn)制MEX文件二進(jìn)制MEX文件是程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載的一種共享庫(kù)。二進(jìn)制MEX文件有自己的平臺(tái)無(wú)關(guān)的后綴，用mex命令創(chuàng)建二進(jìn)制MEX文件時(shí)該后綴會(huì)自動(dòng)生成。在32位Windows平臺(tái)中，二進(jìn)制MEX文件的后綴是.mexw32，在64位Windows平臺(tái)中，其后綴為.mexw64。未來(lái)版本本，dll后綴MEX文件不再支持。8.4.1MEX文件簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page69在8.2.3中，已經(jīng)對(duì)mex命令的環(huán)境配置做過(guò)初步介紹，這里基于WindowsXP操作系統(tǒng)和MATLAB2010a，詳細(xì)介紹mex命令的環(huán)境配置。8.4.2使用MEX文件的環(huán)境配置

在MATLAB命令提示符下，輸入mex配置命令，顯示如下信息：>>mex-setupPleasechooseyourcompilerforbuildingexternalinterface(MEX)files:Wouldyoulikemextolocateinstalledcompilers[y]/n?2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page70選擇“y”，mex命令會(huì)列出找到的MATLAB所支持的指編譯器及其安裝目錄，如：8.4.2使用MEX文件的環(huán)境配置Selectacompiler:[1]Lcc-win32C2.4.1in C:\PROGRA~1\MATLAB\R2010a\sys\lcc[2]MicrosoftVisualC++2005SP1inC:\Program Files\MicrosoftVisualStudio8[3]MicrosoftVisualC++6.0inC:\Program Files\MicrosoftVisualStudio[0]None2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page71選擇[1]-[3]中的任一項(xiàng)，mex命令將給出提示信息：8.4.2使用MEX文件的環(huán)境配置Compiler:MicrosoftVisualC++2005SP1Location:C:\ProgramFiles\MicrosoftVisualStudio8

Arethesecorrect[y]/n?2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page72確認(rèn)所選擇編譯器及安裝路徑正確無(wú)誤后，選擇“y”，mex命令將對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置，若成功將給出如下提示：8.4.2使用MEX文件的環(huán)境配置Tryingtoupdateoptionsfile:C:\DocumentsandSettings\Administrator\ApplicationData\MathWorks\MATLAB\R2010a\mexopts.bat

Fromtemplate:C:\PROGRA~1\MATLAB\R2010a\bin\win32\mexopts\msvc80opts.bat

Done...2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page73MEX編譯選項(xiàng)設(shè)置mex命令要借助編譯選項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)MEX文件的編譯。mex命令的語(yǔ)法形式為：

mexfilename-foptionsfile-f參數(shù)指明使用選項(xiàng)文件optionsfile來(lái)編譯MEX文件；當(dāng)mex命令不指定選項(xiàng)文件時(shí)，MATLAB使用默認(rèn)的選項(xiàng)文件。8.4.2使用MEX文件的環(huán)境配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page74戶(hù)也可以利用VS2005平臺(tái)創(chuàng)建MEX文件。用C/C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)MEX程序，一般要調(diào)用MEX函數(shù)庫(kù)（libmex.dll）和矩陣函數(shù)庫(kù)（libmx.dll），要實(shí)現(xiàn)MEX程序的正確編譯，用戶(hù)必須首先對(duì)VS2005的包含文件目錄和庫(kù)文件目錄進(jìn)行配置，然后加入相應(yīng)庫(kù)文件的鏈接即可。8.4.2使用MEX文件的環(huán)境配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page75

MEX函數(shù)庫(kù)是MATLAB外部程序接口函數(shù)庫(kù)提供的一系列函數(shù)，它們均以mex為前綴，主要實(shí)現(xiàn)與MATLAB環(huán)境的交互。下頁(yè)表中列出了MATLABC語(yǔ)言MEX函數(shù)庫(kù)提供的接口函數(shù)及其功能介紹。8.4.3C語(yǔ)言MEX函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page76函數(shù)功能介紹mexAtExit登記一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)在MEX文件被清除或者M(jìn)ATLAB終止執(zhí)行時(shí)被調(diào)用，用來(lái)完成釋放內(nèi)存等善后工作mexCallMATLAB調(diào)用MATLAB自建函數(shù)、用戶(hù)自定義函數(shù)或MEX文件mexCallMATLABWithTrap調(diào)用MATLAB自建函數(shù)、用戶(hù)自定義函數(shù)或MEX文件，并捕獲函數(shù)運(yùn)行的錯(cuò)誤信息mexErrMsgIdAndTxt輸出帶標(biāo)識(shí)符的錯(cuò)誤信息，并返回到MATLAB命令提示符下mexErrMsgTxt輸出錯(cuò)誤信息，并返回到MATLAB命令提示符下mexEvalString在調(diào)用者工作空間執(zhí)行MATLAB命令mexEvalStringWithTrap在調(diào)用者工作空間執(zhí)行MATLAB命令，并捕獲函數(shù)運(yùn)行的錯(cuò)誤信息mexFunctionC/C++和Fortran語(yǔ)言MEX文件的入口點(diǎn)函數(shù)mexFunctionName獲取當(dāng)前執(zhí)行MEX文件的文件名mexGet獲取某一指定圖像句柄的屬性2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page77函數(shù)功能介紹mexGetVariable獲取特定工作空間中變量的拷貝mexGetVariablePtr獲取另一個(gè)工作空間中變量的只讀指針mexIsGlobal判斷mxArray變量是否具有作用域mexIsLocked判斷MEX文件是否處于鎖定狀態(tài)mexLock鎖定一個(gè)MEX文件mexMakeArrayPersistent將一個(gè)mxArray變量轉(zhuǎn)換為持久陣列對(duì)象mexMakeMemoryPersistent將MATLAB程序內(nèi)存轉(zhuǎn)換為持久陣列對(duì)象mexPrint與C語(yǔ)言的輸出函數(shù)Printf的輸出功能相同mexPutVariable將mxArray變量從MEX函數(shù)中復(fù)制到指定工作空間mexSet用于設(shè)定某個(gè)圖形句柄對(duì)象的屬性值mexSetTrapFlag控制mexCallMATLAB函數(shù)對(duì)錯(cuò)誤處理的響應(yīng)mexUnlock解鎖MEX文件，將MEX文件從內(nèi)存中清除mexWarnMsgIdAndTxt輸出帶標(biāo)識(shí)符的警告信息mexWarnMsgTxt輸出警告信息2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page788.4.4C語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件實(shí)例【例8-3】利用C語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件示例：編寫(xiě)C程序?qū)崿F(xiàn)標(biāo)量與數(shù)組相乘實(shí)例源碼見(jiàn)文件arrayProduct.c，該文件包括三個(gè)部分：第一部分：包含MEX函數(shù)庫(kù)頭文件第二部分：計(jì)算例程第三部分：入口例程函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page798.4.4C語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件實(shí)例/*第一部分：包含MEX函數(shù)庫(kù)頭文件*/#include"mex.h“/*第二部分：計(jì)算例程*/voidarrayProduct(doublex,double*y,double*z,

mwSizen){

mwSizei;/*multiplyeachelementybyx*/for(i=0;i<n;i++){

z[i]=x*y[i];}}2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page808.4.4C語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件實(shí)例/*第三部分：入口例程函數(shù)*/voidmexFunction(int

nlhs,mxArray*plhs[],

int

nrhs,constmxArray*prhs[]){doublemultiplier;/*inputscalar*/double*inMatrix;/*1xNinputmatrix*/

mwSize

ncols;/*sizeofmatrix*/double*outMatrix;/*outputmatrix*/

/*檢查輸入輸出參數(shù)個(gè)數(shù)是否正確*/

if(nrhs!=2){}

if(nlhs!=1){}/*確認(rèn)第一個(gè)輸入?yún)?shù)為標(biāo)量*/if(!mxIsDouble(prhs[0])||mxIsComplex(prhs[0])||mxGetNumberOfElements(prhs[0])!=1){}2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page818.4.4C語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件實(shí)例/*確認(rèn)第二個(gè)輸入?yún)?shù)只有一行，即為一維數(shù)組*/if(mxGetM(prhs[1])!=1){}

/*獲取參數(shù)*/multiplier=mxGetScalar(prhs[0]);

inMatrix=mxGetPr(prhs[1]);

ncols=mxGetN(prhs[1]);plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(1,ncols,mxREAL);

outMatrix=mxGetPr(plhs[0]);

/*調(diào)用計(jì)算例程*/

arrayProduct(multiplier,inMatrix,outMatrix,ncols);}2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page828.4.4C語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件實(shí)例利用mex命令或VS2005編譯文件arrayProduct.c，生成MEX文件arrayProduct.mexw32，在MATLAB中調(diào)用arrayProduct函數(shù)，結(jié)果如下：>>A=arrayProduct(2,[1:4])A=24682023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page838.4.5C++語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件實(shí)例【例8-4】用C++語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件示例：定義一個(gè)類(lèi)MyData，創(chuàng)建該類(lèi)的實(shí)例對(duì)象，并為對(duì)象賦值，顯示對(duì)象賦值前后的內(nèi)容。實(shí)例源碼請(qǐng)參見(jiàn)光盤(pán)：例8-4目錄下的mexcpp.cpp文件。2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page848.4.5C++語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件實(shí)例C++語(yǔ)言MEX源文件結(jié)構(gòu)與例8-3中的C語(yǔ)言MEX源文件結(jié)構(gòu)類(lèi)似，同樣也包含三個(gè)主要部分：頭文件包含部分、計(jì)算例程和入口例程；不同的是，C++語(yǔ)言撰寫(xiě)的MEX源文件中增加了類(lèi)的定義，并在計(jì)算例程中創(chuàng)建類(lèi)的對(duì)象，并調(diào)用對(duì)象的函數(shù)，在對(duì)象使用完畢需要釋放對(duì)象。2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page858.4.5C++語(yǔ)言創(chuàng)建MEX文件實(shí)例利用mex命令或VS2005編譯文件mexcpp.cpp，生成文件mexcpp.mexw32，在MATLAB中調(diào)用mexcpp函數(shù)，結(jié)果如下：>>mexcpp(2,3)Theinitializeddatainobject:Value1=0Value2=0Aftersettingtheobject'sdatatoyourinput:Value1=2Value2=32023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page868.5使用MATLAB引擎實(shí)現(xiàn)混合編程8.5.1MATLAB引擎簡(jiǎn)介8.5.2MATLAB引擎函數(shù)8.5.3MATLAB引擎的使用8.5.4VS2005開(kāi)發(fā)MATLAB引擎實(shí)例2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page87MATLAB引擎是MATLAB提供的一組外部接口函數(shù)。通過(guò)這些接口函數(shù)，用戶(hù)可以在C和Fortran等高級(jí)編程語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)對(duì)MATLAB的控制，將MATLAB作為一種計(jì)算引擎使用。8.5.1MATLAB引擎簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page88MATLAB引擎程序采用C、C++或Fortran語(yǔ)言編寫(xiě)，通過(guò)引擎接口與MATLAB進(jìn)行交互。在UNIX系統(tǒng)中，引擎程序通過(guò)通道來(lái)和一個(gè)獨(dú)立的MATLAB進(jìn)程通信，在Windows系統(tǒng)中，則是通過(guò)組件對(duì)象模型（COM）接口來(lái)與MATLAB進(jìn)行交互。8.5.1MATLAB引擎簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page89借助MATLAB引擎，用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)：在C/C++中調(diào)用MATLAB的數(shù)學(xué)函數(shù)或子程序來(lái)完成數(shù)據(jù)的處理。在C/C++中調(diào)用MATLAB來(lái)構(gòu)建針對(duì)某個(gè)特殊任務(wù)的整個(gè)系統(tǒng)。將MATLAB部署在計(jì)算能力更強(qiáng)的計(jì)算機(jī)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行MATLAB引擎實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。8.5.1MATLAB引擎簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page90MATLAB引擎庫(kù)包含一系列從外部應(yīng)用程序調(diào)用和控制MATLAB引擎的函數(shù)。這些函數(shù)以eng為前綴，其C語(yǔ)言接口函數(shù)聲明都包含在頭文件engine.h中。下頁(yè)表中列出了MATLAB引擎接口函數(shù)及其功能介紹。8.5.2MATLAB引擎函數(shù)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page918.5.2MATLAB引擎函數(shù)函數(shù)功能介紹engOpen啟動(dòng)MATLAB計(jì)算引擎engClose關(guān)閉MATLAB引擎engGetVariable從MATLAB工作空間獲得一個(gè)MATLAB數(shù)組engPutVariable將指定名稱(chēng)的MATLAB數(shù)組存入MATLAB工作空間engEvalString執(zhí)行一個(gè)MATLAB命令engOutputBuffer創(chuàng)建字符緩沖區(qū)，以獲取MATLAB文本輸出engOpenSingleUse打開(kāi)一個(gè)單獨(dú)的非共享的MATLAB計(jì)算引擎engGetVisible返回MATLAB引擎顯示狀態(tài)engSetVisible設(shè)置MATLAB引擎的顯示或隱藏狀態(tài)2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page92在外部程序中調(diào)用MATLAB引擎，大致包含如下幾個(gè)步驟：打開(kāi)MATALAB引擎；將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成MATLAB引擎空間中使用的形式；將上一步轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)放入MATLAB計(jì)算引擎的工作空間；8.5.3MATLAB引擎的使用2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page93調(diào)用函數(shù)engEvalString向MATLAB引擎發(fā)送命令字符串，執(zhí)行MATLAB操作或運(yùn)算；從預(yù)先定義的緩沖區(qū)獲取MATLAB引擎的輸出結(jié)果；關(guān)閉引擎，釋放內(nèi)存空間。8.5.3MATLAB引擎的使用2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page948.5.3MATLAB引擎的使用【例8-5】C語(yǔ)言調(diào)用MATLAB引擎示例。編寫(xiě)C程序，給定時(shí)間數(shù)組T，利用MATLAB引擎計(jì)算距離為時(shí)間的函數(shù)D=.5.*(-9.8).*T.^2;")，并調(diào)用MATLAB繪圖函數(shù)plot繪制二維曲線(xiàn)，最后將計(jì)算結(jié)果打印到控制臺(tái)中。一維時(shí)間數(shù)組T=[0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0]2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page958.5.3MATLAB引擎的使用源碼engdemo.c包括六個(gè)步驟：步驟一：開(kāi)啟MATLAB引擎；步驟二：創(chuàng)建mxArray類(lèi)型變量T，并將C語(yǔ)言數(shù)組time中數(shù)據(jù)拷貝到T中；步驟三：將變量T載入MATLAB工作空間步驟四：向MATLAB引擎?zhèn)鬟f命令，計(jì)算距離為時(shí)間的函數(shù)并繪制結(jié)果；步驟五：獲取計(jì)算結(jié)果；步驟六：釋放內(nèi)存空間，關(guān)閉引擎2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page96VS2005是Windows平臺(tái)下非常出色的C/C++開(kāi)發(fā)工具，本小節(jié)介紹如何在VS2005中開(kāi)發(fā)MATLAB引擎程序。8.5.4VS2005開(kāi)發(fā)引擎程序?qū)嵗?023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page97VS2005環(huán)境配置

將目錄【matlabroot\extern\include】配置為VS2005的包含文件目錄；【matlabroot\extern\lib\win32\microsoft】配置為VS2005的庫(kù)文件目錄；將MEX函數(shù)庫(kù)（libmex.dll）和矩陣函數(shù)庫(kù)（libmx.dll）加為工程的鏈接文件。

具體步驟可參考節(jié)8.2.3。8.5.4VS2005開(kāi)發(fā)引擎程序?qū)嵗?023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page98VS2005平臺(tái)開(kāi)發(fā)MATLAB引擎程序新建一個(gè)空的Win32控制臺(tái)應(yīng)用程序項(xiàng)目；8.5.4VS2005開(kāi)發(fā)引擎程序?qū)嵗?023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page99VS2005平臺(tái)開(kāi)發(fā)MATLAB引擎程序?qū)⒗?-5中的源代碼engdemo.c拷貝至項(xiàng)目engdemo工作目錄下，并添加至當(dāng)前工程；按照前面講述的連接庫(kù)導(dǎo)入方式在項(xiàng)目配置屬性中導(dǎo)入libmex.lib、libmx.lib和libeng.lib三個(gè)庫(kù)文件；編譯運(yùn)行程序。程序運(yùn)行結(jié)果如下兩頁(yè)圖所示。8.5.4VS2005開(kāi)發(fā)引擎程序?qū)嵗?023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page1008.5.4VS2005開(kāi)發(fā)引擎程序?qū)嵗?023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page1018.5.4VS2005開(kāi)發(fā)引擎程序?qū)嵗?023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page1028.6使用MATLAB編譯器實(shí)現(xiàn)混合編程8.6.1MATLAB編譯器簡(jiǎn)介8.6.2編譯器的安裝與配置8.6.3編譯和部署MATLAB程序8.6.4使用編譯器混合編程實(shí)例2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page103MATLAB編譯器是MATLAB環(huán)境下的編譯工具。它能將M文件轉(zhuǎn)換成C/C++等不同類(lèi)型的源代碼，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)需要生成MEX文件或可獨(dú)立運(yùn)行的應(yīng)用程序文件，從而大大提供代碼的執(zhí)行效率。與前面介紹的MATLAB引擎和MEX文件相比，有著更高的執(zhí)行效率和更廣泛的應(yīng)用范圍。8.6.1MATLAB編譯器簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page104MATLAB編譯器的使用

MATLAB編譯器利用mcc命令將M文件轉(zhuǎn)換為C/C++文件，同時(shí)生成一個(gè)相應(yīng)的包裹文件。該包裹文件包含編譯器產(chǎn)生的代碼和它所支持的可執(zhí)行文件類(lèi)型之間所必須的接口。利用該包裹文件提供的接口，生成的C/C++文件可用于創(chuàng)建C/C++編譯器所支持的多種類(lèi)型可執(zhí)行文件。8.6.1MATLAB編譯器簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page105MATLAB編譯器的使用

mcc命令的語(yǔ)法形式如下：mcc[options]mfile1[mfile2…mfileN]… [C/C++file1…C/C++fileN]options：指定函數(shù)的編譯參數(shù)；mfile1…mfileN：需編譯的m文件；C/C++file1…C/C++fileN：需編譯的C/C++文件。8.6.1MATLAB編譯器簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page106MATLAB編譯器的使用

常用的options參數(shù)包括：-m：生成可獨(dú)立運(yùn)行應(yīng)用程序，等同于–Wmain–Tlink:exe；-l：生成函數(shù)庫(kù)，等同于–Wlib–Tlink:lib；-I：指定新的包含目錄；-g：編譯時(shí)生成調(diào)式信息；-d：指定輸出目錄。8.6.1MATLAB編譯器簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page107MATLAB編譯器的使用

常用的options參數(shù)包括：-T<option>：指定編譯步驟和目標(biāo)文件類(lèi)，option可以是codegen、compile:exe、compile:lib、link:exe或link:lib；-W<option>：指定生成包裹函數(shù)的類(lèi)型，option可以是main、lib:<string>、cpplib:<string>或non。8.6.1MATLAB編譯器簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page108MATLAB編譯器的使用

mcc命令常見(jiàn)的幾種使用方式：-mcc–mmfile1mfile2mcc–m–Iincludepath–doutputpath

mfilemcc–lmfilemcc–Wlib:libname–Tlink:libmfile1mfile28.6.1MATLAB編譯器簡(jiǎn)介除mcc命令外，MATLAB還為用戶(hù)提供了圖形化的編譯、部署工具DeploymentTool，其使用在第9章中介紹。2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page109編譯M文件的原因可以獲得更快的運(yùn)行速度；可以實(shí)現(xiàn)算法的隱藏；能夠縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期；無(wú)需MATLAB計(jì)算環(huán)境的支持就可創(chuàng)建可獨(dú)立運(yùn)行的應(yīng)用程序和共享庫(kù)。8.6.1MATLAB編譯器簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page110MATLAB編譯器的局限不能編譯腳本M文件；不能編譯使用對(duì)象的M文件；不用編譯使用input和eval語(yǔ)句操作工作空間變量的M文件；不能編譯動(dòng)態(tài)命名；不講編譯MATLAB內(nèi)建函數(shù)。8.6.1MATLAB編譯器簡(jiǎn)介2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page111在使用MATLAB編譯器之前，需要安裝MATLAB編譯器和相關(guān)的C/C++編譯器，并進(jìn)行相關(guān)配置。8.6.2編譯器的安裝與配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page112安裝MATLAB編譯器

在安裝MATLAB編譯器之前，需要安裝一個(gè)或多個(gè)與MATLAB兼容的ANSIC/C++編譯器，包括Lcc（MATLAB自帶的C語(yǔ)言編譯器，不能編譯C++代碼）、MicrosoftVisualC++、gcc和g++。MATLAB編譯器是MATLAB的一個(gè)組件，在MATLAB2010a中版本為4.12，在安裝MATLAB2010a時(shí)選中該組件即可。8.6.2編譯器的安裝與配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page1138.6.2編譯器的安裝與配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page114配置MATLAB編譯器

MATLAB編譯器只是完成m文件到C/C++文件的轉(zhuǎn)換，C/C++代碼的編譯是調(diào)用mbuild命令來(lái)完成的。所以在完成C/C++編譯器和MATLAB編譯器的安裝后，還需要對(duì)mbuild進(jìn)行配置。8.6.2編譯器的安裝與配置2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page115配置MATLAB編譯器

在MATLAB命令提示符下，輸入mbuild配置命令：

系統(tǒng)將顯示如下內(nèi)容：8.6.2編譯器的安裝與配置>>mbuild-setupPleasechooseyourcompilerforbuildingexternalinterface(MEX)files:Wouldyoulikembuildtolocateinstalledcompilers[y]/n?2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page116配置MATLAB編譯器

輸入“y”，mbuild命令會(huì)列出找到的MATLAB所支持的指編譯器及其安裝目錄，如下所示：

8.6.2編譯器的安裝與配置Selectacompiler:[1]Lcc-win32C2.4.1in C:\PROGRA~1\MATLAB\R2010a\sys\lcc[2]MicrosoftVisualC++2005SP1inC:\Program Files\MicrosoftVisualStudio8[3]MicrosoftVisualC++6.0inC:\Program Files\MicrosoftVisualStudio[0]None2023/2/4機(jī)械工業(yè)出版社Page117配置MATLAB編譯器

選擇[1]-[3]中的任一項(xiàng)，mbuild命令將給出提示信息。選擇2給出的提示信息如下：8.6.2編譯器的安裝與配置Compiler:MicrosoftVisualC++2005SP1Locati