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第15章MATLAB与其他编程语言结合第1 5章M A T L A B与其他编程语言结合M AT L A B可以和其他编程语言一起使用，可以调用 F O RT R A N或C程序。
反过来F O R T R A N或C也可以调用M A T L A B程序。
这样，快速的编译程序就可以利用M A T L A B中强大的矩阵或图形命令，通过编写部分的C或F O R T R A N程序，并进行编译，就可以避免M A L TA B 程序的瓶颈现象。
M A T L A B还可以结合使用其他的应用程序，如Microsoft Word for Wi n d o w s。
这将在本章的最后一节讨论，这主要取决于计算机的系统和安装的应用程序。
15.1 介绍M A T L A B和F O R T R A N或CM A T L A B可以被F O R T R A N或C语言程序调用，它也可以调用F O R T R A N或C语言程序。
如果M A T L A B程序运行速度很慢，后者对此很有用。
因为M A T L A B是一个解释性语言，所以当运行程序时就是解释它的命令。
这样有时会导致程序的运行速度很慢，如f o r- l o o p s循环。
在F O RTRAN 77和C中可以使用M AT L A B库，也可以用F O RTRAN 90或C++对它们进行链接。
除非特别需要，一般不推荐编写F O R T R A N或C程序。
M A T L A B的优点在于可以用高级的形式描述出操作，而程序员不必担心循环的次数和一些其他细节问题。
被M A T L A B调用的程序必须在编译后转换成M E X文件，这样才能被M A T L A B调用。
在编译时它们和M文件一样使用。
在2 .8节中讲到了由M A T L A B创建的二进制文件。
它们是以M A T文件形式被调用的，在C 或F O R T R A N语言的库中有用来读和写二进制文件的程序。
VC与Matlab混合编程本⽂主要介绍VC与Matlab混合编程的两种⽅法，并详细介绍了VC向Matlab传递复杂数据：结构体的⽅法，有详细代码说明。
Matlab 主要⾯对科学计算、可视化以及交互式程序设计的⾼科技计算环境，但由于Matlab开发平台上开发的程序不能脱离Matlab运⾏环境，因⽽在处理⼀些实际应⽤问题时显得灵活性不⾜，⽽VC++则在⼀定程度上能够弥补这⼀漏洞，因此，将⼆者结合共⽤，各献其长，可以为科研⼯作和⼯程开发提供更为强⼤的技术⽀持。
Matlab作为控制系统设计的⼀种通⽤⼯具，它可以很⽅便的和VC进⾏连接。
⼀般⽽⾔，Matlab与VC混合编程的实现⽅法有很多种，这⾥主要介绍以下两种：1. VC调⽤Matlab Engine的⽅式：Matlab Engine是⼀组Matlab提供的接⼝函数，⽀持C/C++语⾔，Matlab Engine采⽤C/S(客户机/服务器)模式，Matlab作为后台服务器，⽽C/C++程序作为前台客户机，向Matlab Engine传递执⾏命令和数据信息，从Matlab Engine接收执⾏结果。
⽤户可以在前台应⽤程序中调⽤这些接⼝函数，实现对Matlab Engine的控制。
采⽤这种⽅法⼏乎能利⽤Matlab全部功能，但是需要在机器上安装Matlab软件，缺点是执⾏效率较低。
下⾯简单介绍下这种⽅式的实现步骤：1.1 API接⼝介绍先来介绍⼀组Matlab提供的引擎API接⼝：(仅作简单功能介绍，详细参数说明请参考Matlab帮助)Engine* engOpen(const char* startcmd)启动Matlab引擎int engClose(Engine* ep) 关闭Matlab引擎int engEvalString(Engine* ep, const char* string)执⾏Matlab表达式mxArray* engGetArray(Engine* ep, const char* name)获取⼀个变量数组的值int engPutArray(engine* ep, const mxArray* mp)设置⼀个变量数组的值int engPutVariable(Engine *ep, const char *name, const mxArray *pm)同上mxArray *engGetVariable(Engine *ep, const char *name)获取⼀个变量int engOutputBuffer(Engine* eP，char* p，int n)获取输出字符串1.2 VC环境配置要想在VC集成环境下调⽤Matlab引擎实现VC和Matlab的混合编程，⼀般需要经过以下⼏个必要的步骤：(以下以Matlab2008a和VS2005版本为例)（1）添加include路径：将“\extern\include”(在Matlab的安装路径下)路劲添加到VC编译器的include下（2）添加lib路径：将“\extern \lib\win32\microsoft” (在Matlab的安装路径下) 路径添加到VC编译器的lib下（3）加载lib：需要加载⾄少libmx.lib、libmat.lib、libeng.lib三个库（4）include头⽂件：在要使⽤ engine 函数的地⽅包含engine.h头⽂件1.3 引擎调⽤接下来就可以在VC中调⽤Matlab引擎了，简单的⽰例代码如下：#include "engine.h"#pragma comment(lib, "libeng.lib")#pragma comment(lib, "libmx.lib")#pragma comment(lib, "libmat.lib")void TestDeno(){Engine* pEng = NULL;if (!(pEng = engOpen(NULL))){printf("Open matlab enging fail!");return;}//call Engine plot A*sin(t)+B A=2 B=1mxArray *A = NULL;double init = 2;A = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);memcpy((void*) mxGetPr(A), (void*)&init, sizeof (double));engPutVariable(pEng, "A", A);init = 1;memcpy((void*) mxGetPr(A), (void*)&init, sizeof (double));engPutVariable(pEng, "B", A);mxDestroyArray(A);Sleep(3*60*1000);engEvalString(pEng, "t=0:0.2:7;plot(t,A*sin(t)+B);");if(NULL != pEng){engClose(pEng);}}⽰例代码通过VC调⽤Matlab引擎，绘制正弦曲线，相对简单，就不再详细解释，效图如下：2. VC调⽤Matlab DLL的⽅式DLL是⼀个可执⾏的⼆进制⽂件。
基于COM的VC/MATLAB混合编程方法Matlab是一种脚本语言，程序运行效率低下，而且不能脱离Matlab软件环境，不能直接用于商用软件的开发。
VC具有代码效率高，执行速度快等优点，但是自身提供的数学函数相对较少，当遇到复杂的数值运算时，编写复杂的程序代码将大幅度延长软件开发周期。
VC++由于其丰富得人机界面，高效的执行效率已经成为基于Windows平台下开发商业软件的必备工具。
然而，VC++对于复杂的数值运算就有点“力不从心”了。
因此，混编可以充分发挥出各自的有点，开发出更加好用的软件。
VC和Matlab的混合编程有多种方法：①Matlab engine方法②直接调用Matlab的C/C++数学函数库③用Matlab自带的Matlab Compiler④使用Matcom工具（可脱离Matlab软件环境）⑤使用Matlab的combuilder工具生产COM组件（可脱离Matlab软件环境）1、基于COM的VC/MATLAB混合编程方法自Matlab6.5版本开始，新推出来的Combuilder支持把用Matlab编写的程序做成com 组件，供其他语言调用。
该方法实现简单，通用性强，成为VC与Matlab混合编程最有效的方法。
COM是component object module的简称，它是一种通用的对象接口，任何语言只要按照这种接口标准，就可以实现调用它。
Matlab6.5新推出来的Combuilder就是把用Matlab 编写的程序做成com组件，供其他语言调用。
该方法实现简单，通用性强，而且几乎可以使用Matlab的任何函数(注重：不支持脚本文件，脚本文件使用时要改为函数文件)，因此在程序较大、调用工具箱函数或调用函数较多时推荐使用，这也是Matlab公司推荐的使用方法。
例：基于COM的MATLAB与VC混编示例1、打开matlab新建一个M文件，这里采用与上例相同的函数，注意：不能是脚本文件。
matlab和fortran混合编程matlab2016b+vs2010+ivf2013+f90其实默认是f77语法，但通过配置可以改变为⾃由格式。
默认只能f77代码，怎样修改：找到：mex_FORTRAN_win64，删掉fixed就可以⽤f90了。
⼤体过程：1.在matlab中配置fortran编译环境： mex -setup FORTRAN2.写好源代码，⾃定义⼦函数仍可以像往常⼀样调⽤别的⼦函数3.将matlab当前路径调整到当前源代码⽂档所在路径4.在matlab命令⾏输⼊编译命令：mex csuherror.f905.像使⽤matlab内置函数⼀样使⽤此函数，error=csuherror(X),其中X为csuh的9个参数（包括C），输出的为计算误差6.若需要调试，需要这样编译：mex -g csuherror.f90 ，之后通过vs附加matlab到进程，并打开源代码加断点，在matlab运⾏时就可以调试了，具体请参考帮助⽂档。
下⾯是⼀个例⼦：先写fortran代码：传⼊⼀个数组和⼀个数字，输出⼀个数组Add.f90 ,注意此⽂档名为将来matlab调⽤的函数名，调⽤函数名时与其内的⼦函数名称Add⽆关。
1 #include "fintrf.h" !必须有的头⽂件,⾥⾯有mxGetPr, mxGetM, mxGetN,mxCreateDoubleMatrix等函数的申明 /post/1d001431_ab72071234 subroutine mexFunction(OutSum,OutVar,InSum,InVar)!函数接⼝名称必须为mexFunction,567 !OutSum:输出参数个数8910 !OutVar:输出参数数组指针111213 !InSum:输⼊参数个数141516 !InVar:输⼊参数数组指针171819 !参数顺序不能随意更改20 Integer InSum,OutSum212223 mwPointer InVar(*),OutVar(*) !mwPointer专门⽤于表⽰指针变量,这个不能随意⽤Integer代替2426 mwPointer mxGetPr, mxGetM, mxGetN,mxCreateDoubleMatrix !这个对返回指针函数的再次申明,27 integer, parameter :: fp = selected_real_kind(15,300)28 Integer , parameter :: myINT = SELECTED_INT_KIND( 8 )293031 Real(fp),Allocatable::x(:,:),y(:,:)32 real(fp)::z333435 Integer m,n363738394041 If(InSum/=2)Then424344 call mexErrMsgIdAndTxt('MATLAB:InputTooBig','输⼊参数个数必须为2个')454647 Return484950 EndIf515253545556 m=mxGetM(InVar(1))!获取第1个输⼊参数的⾏数575859 n=mxGetN(InVar(1))!获取第1个输⼊参数的列数606162 Allocate(x(m,n),y(m,n))636465 Call mxCopyPtrToReal8(mxGetPr(InVar(1)),x,m*n)!将第1个参数数组赋值给x变量666768 Call mxCopyPtrToReal8(mxGetPr(InVar(2)),z,1)!将第2个整数变量赋值给z6970717273 Call Add(x,y,z,m,n)!调⽤内部函数747576777879 OutVar(1)=mxCreateDoubleMatrix(m,n,0)!给返回参数分配内存808182 Call mxCopyReal8ToPtr(y,mxGetPr(OutVar(1)),m*n)!将返回参数赋值给分配的内存838485868788 DeAllocate(x,y)!释放临时分配的内存899091 Return929394 End SubRoutine9596979899 ! SubRoutine Add(x,y,z,m,n)100 !101 ! Integer,Intent(In)::m,n102 ! integer, parameter :: fp = selected_real_kind(15,300)103 !104 ! Real(fp),Intent(In)::x(m,n),z105 !106 ! Real(fp),Intent(Out)::y(m,n)107 !108 ! Integer i,j109 !110 ! Do i=1,m111 !112 ! Do j=1,n113 !114 ! y(i,j)=x(i,j)+z115 !116 ! EndDo117 !118 ! EndDo119 !120 ! Return121 !122 !End SubRoutine124 SubRoutine Add(x,y,z,m,n)125126127 Integer,Intent(In)::m,n128 integer, parameter :: fp = selected_real_kind(15,300)129130131 Real(fp),Intent(In)::x(m,n),z132133134 Real(fp),Intent(Out)::y(m,n)135136137 Integer i,j138139140 Do i=1,m141142143 Do j=1,n144145146 y(i,j)=x(i,j)+z147148149 EndDo150151152 EndDo153154155 Return156157158 End SubRoutine将matlab当前路径改为Add.f90同⽬录路径，然后： mex Add.f90 ,之后会⽣成Add.mex64在matlab命令⾏窗⼝输⼊：x=[1 2 3];a=2;y=Add(x,a)---我把Add.f90改为multiple.f90的话：效果⼀样。
编号学士学位论文MATLAB与C的混合编程学生姓名：学号：系部：专业：电子信息科学与技术年级：指导教师：完成日期：年月日中文摘要对MATLAB与C语言进行混合编程的常用方法（MAT文件、MEX文件、MATLAB计算引擎、MATLAB编译器、MCC和MATCOM）进行了介绍，分析了其实现方法和各自的利弊。
通过MAT文件实现与其它编程环境的数据交换，通过MEX文件实现在MATLAB环境中调用其它语言编写的程序，通过MATLAB引擎实现其它编程环境中使用MATLAB的计算功能，通过MATCOM 技术将MATLAB的源代码译成同等功能的C源代码。
并用实例对MEX文件实现方式进行了较详细的论述。
通过混合编程，利用了C语言高效的特点，在发挥MATLAB强大的计算功能的同时，又弥补其执行速度慢的缺点。
关键词：MATLAB；C；MAT文件；MEX文件；MATLAB计算引擎；MATLAB编译器；MCC和MATCOM；混合编程Mixed programming technology for MATLAB withCAbstractOn MATLAB and C language common methods of mixing programming(MAT files,documents and MATLAB calculation engine MEX MATLAB,the compiler, MCC and MATCOM)are introduced,analyzes its implementation method and their respective advantages and disadvantages.Through the MAT files realization and other programming environment,through the data exchange MEX files in the MATLAB environment of realizing invoke other language program,through OnIMATLAB and C language common methods of mixing programming(MAT files, documents and MATLAB calculation engine MEX MATLAB,the compiler,MCC and MATCOM)are introduced,analyzes its implementation method and their respective advantages and disadvantages.Through the MAT files realization and other programming environment,through the data exchange MEX files in the MATLAB environment of realizing invoke other language program,throughKey words：MATLAB;C;MAT files;MEX files;MATLAB calculation engine;MATLAB Compiler；MCC and MATCOM；Mixed programming technologyII目录中文摘要 (I)ABSTRACT (I)引言 (1)1.MATLAB (1)1.1MATLAB简介 (1)1.2MATLAB的语言特点 (1)2.C语言 (3)2.1C语言简介 (3)2.2C语言特点 (4)3.混合编程的实现方式 (4)3.1MAT文件 (5)3.2MEX文件 (8)3.3MATLAB计算引擎 (11)3.4MATLAB编译器 (13)3.5MCC (13)3.6MATCOM (16)4.C语言MEX文件的实现 (17)4.1C语言MEX文件的编写 (17)4.2编译器的配置 (20)4.3C语言MEX文件的编译 (20)4.4举例说明C的.............................................MEX源程序的编写和调用过程205.结语 (24)参考文献 (26)III致谢 (28)IV引言MATLAB语言具有功能强大、开发效率高等诸多优点，已在工程实际中得到广泛应用，但是与C语言相比，其执行效率较低，特别是当程序中含有大量循环语句（例如迭代计算）时，MATLAB就有些力不从心，速度很慢，而运用擅长数值计算语言进行编程，气运行效率高。
VC和Matlab混合编程画图实践2013-03-14【摘要】在DSP软件开发中，基于代码的可移植性的需要，首先要基于VC平台开发出纯C定点版本。
为了对定点代码的精度和性能进行充分测试，需要对其进行定点仿真并与浮点的性能比较。
浮点代码的性能可以很容易的通过Matlab仿真得到，但由于VC与Matlab对仿真结果的保存形式不同，比对结果的过程需要人为完成。
并且VC对定点仿真的结果保存为文本形式，不够直观。
当仿真或测试条目较多时，这一过程将变得重复而繁琐，因此为了将这一过程变得更自动化、更直观，本实践介绍了一种利用VC调用Matlab动态链接库的方法，通过VC直接调用Matlab的方法进行画图，能够更直观、更方便的分析定浮点仿真结果的差异。
【关键词】Matlab Engine动态链接库VC定点仿真Matlab画图一、问题的提出在VC平台软件开发中，需要对实现的定点代码进行定点仿真，观测最后的BER曲线，并与浮点的结果做对比，观察其性能差异。
然而，VC平台的仿真结果只是保存在数组中的结果，不能直观的展示给测试人员，仍需人为的提取分析，这样便造成重复劳动和时间上的浪费，因此需要寻找一种简单易行的方法，实现将VC的仿真结果画图呈现出来。
二、解决思路Matlab作为数据仿真分析的工具十分强大，其包含了非常丰富的数学运算库和与外部工具的接口，众所周知，利用Matlab画图是十分方便的，只需将仿真结果，外加画图的参数传递给Matlab的命令函数，就能非常方便的完成画图，简单易行。
Matlab与VC的接口方式有很多种，如引擎的形式，COM 组件的形式，动态链接库的形式等等，因为动态链接库的形式在之前的实践中已经研究过，并且相对成熟，因此本实践将着重介绍将Matlab的函数编译成动态链接库供VC调用方法，对于引擎的和其他方式略做简单介绍。
三、实践情况3.1 工具与环境准备1）Matlab环境准备：本实践中采用的Matlab版本为R2011b。
MATLAB 与C/ C + + 、FORTRAN语言混合编程摘要:对MATLAB 与C/ C + + 和FORTRAN 语言进行混合编程的常用方法进行了介绍,分析了其实现方式和各自的利弊,并用实例对MEX 文件实现方式进行了较详细的论述.关键词: MATLAB ; C/ C + + ; FORTRAN ; 混合编程中图分类号: TP313 文献标识码: A 文章编号:16722948X(2004) 0620547205 1 混合编程的意义及其实现方式1. 1 混合编程的意义MATLAB 语言具有功能强大、开发效率高等诸多优点, 已在工程实际中得到广泛应用, 但是与FORTRAN、C/ C + + 等语言相比,其执行效率较低,特别是当程序中含有大量循环语句(例如迭代计算)时,MATLAB 就有些力不从心, 速度很慢, 而运用FORTRAN 等擅长数值计算语言进行编程,其运行效率高. 一方面,如果放弃MATLAB 强大功能和数量众多的应用工具箱,无疑是资源的极大浪费. 另一方面,针对工程实际,人们用FORTRAN、C/ C + + 语言已编写了大量实用程序,如果将其重新改写成M 文件移植到MATLAB 环境中,不仅要花费大量的时间和精力,而且有时还降低了其运行效率. 可否将二者优势互补呢? 混合编程就是其有效的解决途径.1. 2 混合编程的实现正是考虑到上面这些原由,MATLAB 系统提供了其应用程序接口(Application Program Interface) 来解决这些问题. API 主要包括3 部分:MEX 文件———外部程序调用接口,用来在MATLAB 环境下调用FORTRAN、C/ C + + 语言编写的程序;MAT 文件应用程序———数据输入输出接口,用于MATLAB 系统与外部环境之间互传数据; 计算引擎函数库———MATLAB 处于后台作为一个计算引擎,与其它应用程序建立客户机/ 服务器关系,在其它应用程序中调用[1 ,2 ] .1. 2. 1 MEX 文件MEX 文件是按照一定格式,用FORTRAN 或C/C + + 语言编写的源程序,在MATLAB 下借助相应的编译器,生成的动态链接函数的统称. 在Windows操作系统下,是用MATLAB 附带的批处理mex. bat来编译生成文件后缀名为. dll (Dynamic Link Li2brary) 动态链接库文件,该文件可在MATLAB 环境下,像命令函数一样直接运行和调用,使用起来极为方便. 采取MEX 文件方式,是重复利用已有FOR2TRAN、C/ C + + 程序,让MATLAB 和FORTRAN、C/ C + + 语言优势互补的最有效和常用的方式,但不足的是其开发的程序只能在MATLAB 环境下运行.本文将详细的论述基于Windows 平台上其实现过程.1. 2. 2 MAT 文件应用程序MATLAB 数据存储的默认文件名后缀为. mat ,习惯上称该格式的文件为MAT 文件, MAT 文件应用程序提供了一种方法让MATLAB 与其它软件进行数据输入输出.1. 2. 3 MATLAB 计算引擎MATLAB 引擎采用客户机/ 服务器的计算模式,通过对Activex 技术的支持,实现VC 应用程序(客户机) 与MATLAB(服务器) 的动态连接通信. 假如用户想以较短的时间开发前台为VC + + 产生的用户界面,后台由MATLAB 计算分析的应用程序, 使用MATLAB 引擎是很好的选择. 在实际应用中,MAT2 LAB 作为ActiveX 的自动化服务器,接收通过引擎传来的数据和指令信息并进行相应的处理,然后将结果经过引擎返回给发送请求的客户机. 但这种方式需要MATLAB 在后台的适时运行, 如果用户没有安装MATLAB ,应用程序就无法正常运行,而且应用程序与MATLAB 间通过字符流传递数据和命令参数,整个算法在MATLAB 中执行,从而降低了程序的执行效率,因而其实际应用不多.1. 2. 4 MCC 和MATCOM前面提到的几种方式都是以MATLAB 为主,程序的运行都离不MATLAB 环境. 除此之外,另一种方式就是将MATLAB 语言程序翻译成C/ C + + 语言代码,再用C/ C + + 语言的方式进行开发. MAT2 LAB 自己提供了C 语言翻译程序mcc , 另一种是原第3 方公司MathTools 开发的MATCOM. 后者出现较早,功能远比MATLAB 自己的翻译程序强大,所以MathTools 公司已经被MathWorks 公司收购,并已将其开发技术融于新推出的MATLAB 6. 0 (Re2 lease 12) 中. 但二者都不完善,有大量的MATLAB函数及数据类型是不能兼容变换的,所以有时会发现将简洁的MATLAB 程序翻译成C 语言程序很晦涩.翻译后的C 程序几乎不适合手动去维护,更谈不上升级了[3 ] .2 C/ C + + 语言MEX文件的实现C/ C + + 语言MEX 文件的实现包括,源程序的编辑、MEX 编译和调试. 在编译和调试前要进行编译器的配置.2. 1 C/ C+ + 语言MEX文件的编写C/ C + + 语言MEX 文件的编写格式,除了要遵循C/ C + + 语言语法外,还须要加入用于MATLAB和C/ C + + 语言通信协议———入口子程序. 我们首先看一个极简单的C 语言MEX 文件,该程序的作用是两个数求和,源程序如下:/ / 示例程序myplus. c :求两个Double 数之和# include ”mex. h”/ 3 计算功能子程序3 /void myplus (double y[ ] ,double x[ ] ,double z[ ]) {y[0 ] = x[0 ] + z[0 ] ;}/ 3 以下是入口子程序3 /void mexFunction(int nlhs ,mxArray 3 plhs[ ] ,int nrhs ,const mxArray 3 prhs[ ]){double 3 x , 3 y , 3 z ;int mrows0 ,ncols0 ;int mrows1 ,ncols1 ;/ 3 检查输入输出变量个数3 /if (nrhs ! = 2)mexErrMsgTxt (”Two input s arquired”) ;elseif ( nlhs > 1) mexErrMsgTxt ( ”Too many output argument s”) ;/ 3 输入量必须是两个非复数double 类型3 /mrows0 = mxGetM(prhs[0 ]) ;ncols0 = mxGetN(prhs[0 ]) ;if ( ! mxIsDouble (prhs [ 0 ]) | | mxIsComplex (prhs [0 ]) | | ! (mrows0 = = 1 & &ncols0 = = 1) ) mexErrMsgTxt ( ”Input s must be all noncomplex scalar double. ”) ;mrows1 = mxGetM(prhs[1 ]) ;ncols1 = mxGetN(prhs[1 ]) ;if ( ! mxIsDouble (prhs [ 1 ]) | | mxIsComplex (prhs [1 ]) | | ! (mrows1 = = 1 & &ncols1 = = 1) ) mexErrMsgTxt ( ”Input s must be all noncomplex scalar double. ”) ;if (mrows0 ! = mrows1| | ncols0 ! = ncols1) mexErrMsgTxt ( ”Input s must be same dimen2sion. ”) ;/ 3 为返回参数创建矩阵3 /plhs [ 0 ] = mxCreateDoubleMat rix ( mrows0 ,ncols0 ,mxREAL) ;x = mxGet Pr (prhs[0 ]) ;z = mxGet Pr (prhs[1 ]) ;548 三峡大学学报(自然科学版) 2004 年12 月y = mxGet Pr (plhs[0 ]) ;/ 3 调用计算功能子程序myplus () 3 /myplus (y ,x ,z) ;}上面程序为一典型的C 语言MEX 文件,程序由两部分构成:一个计算功能子程序(myplus () 函数) 和一个入口子程序(mexFunction () 函数) . 顾名思义,计算功能子程序包含所有实际所需完成的功能、算法,我们已有的或现编的C/ C + + 、FORTRAN 程序就被当做计算功能子程序使用,它由入口子程序调用. 入口子程序是MATLAB 系统和外部程序之间沟通的桥梁,主要用来完成两者之间的通信. 上面示例程序中,mexFunction () 函数有大量语句是用于检查变量的数据类型等辅助性工作,这是必要的,因为MAT2LAB 语言不像C/ C + + 等语言变量使用前须声明,对类型的检查可以避免许多错误的发生.下面简要的说明一下上面程序中用到的MAT2LAB API 函数,它们在mex. h 或mat rix. h 中声明. mexFunction () ,入口子程序函数,其格式如下:void mexFunction(int nlhs ,mxArray 3 plhs[ ] ,intnrhs ,const mxArray 3 prhs[ ]){⋯⋯/ / 一些必要的代码,用来完成MATLAB 系统与计算功能子程序之间的通信}其参数的含意为:nrhs 和nlhs ,整型变量,分别为调用MEX 文件时输入、输出参数的个数. prhs、plhs ,指针数组,其元素分别为指向输入、输出参数的指针. mexErrMsgTxt () ,用于输出错误信息,并返回到MATLAB 命令提示符下.mxGetM() 和mxGetN ( ) ,获得矩阵的行数和列数,参数为指向矩阵的指针,如程序中的mrows0 =mxGetM(prhs[0 ]) 的作用为:得到第一个输入实参的行数,并赋值给整型变量mrows0.mxIsDouble () 、mxIsComplex () ,判断矩阵是否为双精度型、复数型. 输入参数为矩阵指针,返回值为BOOL 值.mxCreateDoubleMat rix(int m ,int n ,mxComplex2ity complexFlag) ,创建一个未赋值的双精度矩阵,m ,n 为创建矩阵的行、列数,complexFlag 为标识是实数还是复数. 该函数返回所创建矩阵的指针.mxGet Pr () 获得矩阵实数部分的指针,输入参数为矩阵的指针,返回值为矩阵实数部分的双精度指针.MATLAB API 函数还包含其它许多接口函数,分为mx2函数和mex2函数,详细情况可查阅相关文献.MEX 源程序编写完成后,还要经过编译后才能生成dll 文件,供MATLAB 或其它程序调用,编译前要对MATLAB 进行编译器的配置.2. 2 编译器的配置编译器的配置是通过MATLAB 的配置文件(mexopt s. bat ) 进行的,其具体过程为: 在MATLAB 命令窗口下键入:mex2steup ,随后系统弹出一个DOS 窗口,按照提示一步步选择完成即可. 该命令可带许多参数,可针对不同的操作系统进行多种配置[2 ,3 ] . 2. 3 C/ C+ + 语言MEX文件的编译编译方法很简单,直接在MATLAB 命令提示符下键入:mex filename ,其中filename 为需编译的源程序名. 如果提示有错误信息,需查错,修改源程序、调试. 直到没有错误信息提示. 编译通过生成的可执行的dll 文件,可在MATLAB 命令提示符下或其它程序中调用.3 FORTRAN语言MEX文件的实现FORTRAN 语言MEX 文件的实现步骤和C/ C+ + 语言MEX 文件大体相同.3. 1 FORTRAN 语言MEX 文件的编写MATLAB 提供了C/ C + + 和FORTRAN 两种语言的接口,基于FORTRAN 语言和前面讲到的基于C/ C + + 语言的MEX 文件在实现方式上相差不大. 我们先还是看一下前面程序用FORTRAN 语言MEX 文件来实现的源程序.! 示例程序myplus. f :求两个数之和! 计算功能子程序subroutine myplus (y ,x ,z)! 变量声明real 3 8 x ,y ,zy = x + zreturnend! 以下是入口子程序subroutine mexFunction(nlhs ,plhs ,nrhs ,prhs) ! 参数声明integer nlhs ,nrhs ,plhs ( 3 ) ,prhs ( 3 )! 调用API 库函数的声明integer mxGet Pr ,mxCreateFullinteger mxGetM ,mxGetN ,mxIsNumeric! 程序内部使用变量的声明第26 卷第6 期陈建平等MATLAB 与C/ C + + 、FORTRAN 语言混合编程549 integer xpr ,ypr ,zprinteger mrows ,ncols ,sizereal 3 8 x ,y ,z! 检查输入输出变量个数if (nrhs. ne. 2) thencall mexErrMsgTxt (’Two input s arquired’)elseif (nlhs. gt . 1) thencall mexErrMsgTxt ( ’Too many output argu2ment s’)endif! 输入量必须是两个数mrows = mxGetM(prhs (1) )ncols = mxGetN(prhs (1) )size = mrows 3 ncolsif (mxIsNumeric (prhs (1) ) . eq. 0) thencall mexErrMsgTxt (’Input s must be a number’)endifmrows = mxGetM(prhs (2) )ncols = mxGetN(prhs (2) )size = mrows 3 ncolsif (mxIsNumeric (prhs (2) ) . eq. 0) thencall mexErrMsgTxt (’Input s must be a number’)endif! 为输出参数创建矩阵plhs (1) = mxCreateFull (mrows ,ncols ,0)xpr = mxGet Pr (prhs (1) )zpr = mxGet Pr (prhs (2) )ypr = mxGet Pr (plhs (1) )! 将数据指针转换成双精度型call mxCopyPt r ToReal8 (xpr ,x ,size)call mxCopyPt r ToReal8 (zpr ,z ,size)! 调用计算功能子程序mypluscall myplus (y ,x ,z)! 将计算结果传给输出数据指针call mxCopyReal8ToPt r (y ,ypr ,size)returnend该程序的结构和内容与前面myplus. c 大致相同,也是由两部分:一个计算功能子例行程序和一个入口子例行程序构成,其程序中参数和变量大多相同,这里就不一一再介绍了. 但值得一提的是, FOR2TRAN 和C/ C + + 语言语法规则相差较大,在C/ C ++ 语言中对字符大小写是敏感的,而FORTRAN 语言中大小写是一样的;C/ C + + 语言中数组是按行存储,数组下标是从0 开始计数的,而FORTRAN 语言中数组是按列存储,数组下标从1 开始. C/ C + + 语言几乎支持所有的数据类型,支持头文件,操作很灵活. 而FORTRAN 语言,不支持指针,参数传输较麻烦[1 ] .3. 2 FORTRAN语言MEX文件的编译和C/ C + + 语言MEX 文件一样,编译前需进行编译器的配置,方法同前,只是选的编译器不同(例如Compaq Visual Fort ran version 6. 6) . 编译的过程也一样,MATLAB6 的编译命令(不再区分C/ C + + 文件用cmex. bat ,FORTRAN 用fmex. bat) 统一使用mex.bat 批处理命令,其后的文件名须带扩展名.4 Visual Studio IDE 下MEX文件的建立和调试4. 1 Visual Studio 的配置前面使用的mex 文件的使用方式,类似在DOS下程序开发方式,程序编辑、编译、调试和执行分开,每次只能创建一个文件,需要来回切换MATLAB 命令窗口和编辑窗口,操作较麻烦. VC 是在Windows环境下的优秀开发平台,将MATLAB 和VC 强强联手,无疑是非常好的混合编程方式. 下面就简要介绍一下如何在VC 的IDE( Integrated Development Envi2 ronment) 中编译MEX 程序. 为了表述的方便,我们以MATLAB6. 5 (安装在C: \ matlab6p5) 和Visual C ++ 6. 0 (安装在D : \ Program Files \ Microsoft Visual Studio) 为例,可以分为以下5 步[4 ,5 ] :①用VC 创建一个工程(假定名称为myproject) ,类型选择Win32 Dynamic - link Library ,并将自己的MEX源程序和mexversion. rc (在C: \ MATLAB6p5\ extern \ include 下) 加入到工程.②创建一个与工程同名的定义文件(myproject .def) ,内容如下:L IBRARY myproject . dllEXPORTS mexFunction(如果是FORTRAN 该行改为EXPORTS -MEXFUNCTION @16 )并加入定义文件myproject . def 到工程③定位库文件( . lib) 位置. 具体操作为:选择VC下拉菜单Tools/ Options ⋯,在弹出的对话框Show di2rectories for 下拉框中选择Library files ,在下部的Di2 rectories : 中添加C: \ MATLAB6p5 \ extern \ lib \win32 \ microsoft \ msvc60 目录. 然后选择VC 下拉菜单Project/ Settings ⋯, 在弹出的对话框中选择550 三峡大学学报(自然科学版) 2004 年12 月Link 选项卡,在Category 栏中选择general 选项,在出现的Object/ library modules : 框中填入libmx. lib , libmex. lib , and libmat . lib.④加入MATLAB include 目录. 具体操作为:选择VC 下拉菜单Tools/ Options ⋯,在弹出的对话框Show directories for 下拉框中选择Include files ,在下部的Directories : 中添加C: \ MATLAB6p5 \ extern\ include 目录. 然后选择VC 下拉菜单Project/ Set2tings ⋯, 在弹出的对话框中选择C/ C + + 选项卡,在Category 栏中选择Preprocessor 选项,在出现的Pre2 processor definitions : 框中填入MATLAB-MEXFILE.⑤最后就是调试运行配置. 具体操作为:选择VC下拉菜单Project/ Settings ⋯,在弹出的对话框选择Debug 选项卡,在Category 栏中选择General 选项,在出现的Executable for debug session :框中填入C: \ MATLAB6p5 \ bin \ win32 \ matlab. exe.4. 2 在Visual Studio 中使用MATLAB add - inMATLAB6. X为Visual Studio IDE 提供了add -in ,该add - in 使MATLAB 的M - files 非常容易的就可加入到VC 环境中,使VC 和MATLAB 很好的融合. 不过要使用该插件需要简单的配置. 具体操作如下:使用前面提到的mex - steup 命令进行编译器的配置, 选择VC 作为编译器后, 该命令自动装载MATLAB add - in. 然后选择VC 下拉菜单Tools/Customize ⋯, 在弹出的对话框中勾选MATLAB add- in 复选框. 随后VC 就出现了如图1 所示的工具条,其中第一个按钮的功能就是用来将M - files 添加到Visual Studio IDE 中的.图1 图标示例5 结语本文对MATLAB 与C/ C + + 和FORTRAN 语言进行混合编程的常用4 种方法进行了论述. 4 种方法各有其优势,又各有不足. 其中MEX 文件的方式,特别是Visual Studio IDE 下混合编程,将MATLAB和Visual Studio 开发系统相接合,以其功能强大、操作便利和利于升级维护,具有广泛的使用价值.参考文献:[1 ] 刘志俭. MATLAB 应用程序接口用户指南[M] . 北京:科学技术出版社,2000.[2 ] 飞思科技产品研发中心. MATLAB6. 5 应用程序接口编程[M] . 北京:电子工业出版社,2003.[3 ] 薛定宇. 科学运算语言MATLAB5. 3 程序设计与应用[M] . 北京:清华大学出版社,2000.[4 ] 王振义. MATLAB 和Visual C + + 的混合编程[J ] . 雁北师范学院学报,2002 ,18 (2) :26～29.[5 ] 马海阳,王艳华,孙道恒. MATLAB 的VC 编程接口浅析[J ] . 信息技术,2003 ,27 (3) :55～57.[责任编辑张莉]第26 卷第6 期陈建平等MATLAB 与C/ C + + 、FORTRAN 语言混合编程551__。
MATLAB 与C/ C + + 、FORTRAN语言混合编程摘要:对MATLAB 与C/ C + + 和FORTRAN 语言进行混合编程的常用方法进行了介绍,分析了其实现方式和各自的利弊,并用实例对MEX 文件实现方式进行了较详细的论述.关键词: MATLAB ; C/ C + + ; FORTRAN ; 混合编程中图分类号: TP313 文献标识码: A 文章编号:16722948X(2004) 0620547205 1 混合编程的意义及其实现方式1. 1 混合编程的意义MATLAB 语言具有功能强大、开发效率高等诸多优点, 已在工程实际中得到广泛应用, 但是与FORTRAN、C/ C + + 等语言相比,其执行效率较低,特别是当程序中含有大量循环语句(例如迭代计算)时,MATLAB 就有些力不从心, 速度很慢, 而运用FORTRAN 等擅长数值计算语言进行编程,其运行效率高. 一方面,如果放弃MATLAB 强大功能和数量众多的应用工具箱,无疑是资源的极大浪费. 另一方面,针对工程实际,人们用FORTRAN、C/ C + + 语言已编写了大量实用程序,如果将其重新改写成M 文件移植到MATLAB 环境中,不仅要花费大量的时间和精力,而且有时还降低了其运行效率. 可否将二者优势互补呢? 混合编程就是其有效的解决途径.1. 2 混合编程的实现正是考虑到上面这些原由,MATLAB 系统提供了其应用程序接口(Application Program Interface) 来解决这些问题. API 主要包括3 部分:MEX 文件———外部程序调用接口,用来在MATLAB 环境下调用FORTRAN、C/ C + + 语言编写的程序;MAT 文件应用程序———数据输入输出接口,用于MATLAB 系统与外部环境之间互传数据; 计算引擎函数库———MATLAB 处于后台作为一个计算引擎,与其它应用程序建立客户机/ 服务器关系,在其它应用程序中调用[1 ,2 ] .1. 2. 1 MEX 文件MEX 文件是按照一定格式,用FORTRAN 或C/C + + 语言编写的源程序,在MATLAB 下借助相应的编译器,生成的动态链接函数的统称. 在Windows操作系统下,是用MATLAB 附带的批处理mex. bat来编译生成文件后缀名为. dll (Dynamic Link Li2brary) 动态链接库文件,该文件可在MATLAB 环境下,像命令函数一样直接运行和调用,使用起来极为方便. 采取MEX 文件方式,是重复利用已有FOR2TRAN、C/ C + + 程序,让MATLAB 和FORTRAN、C/ C + + 语言优势互补的最有效和常用的方式,但不足的是其开发的程序只能在MATLAB 环境下运行.本文将详细的论述基于Windows 平台上其实现过程.1. 2. 2 MAT 文件应用程序MATLAB 数据存储的默认文件名后缀为. mat ,习惯上称该格式的文件为MAT 文件, MAT 文件应用程序提供了一种方法让MATLAB 与其它软件进行数据输入输出.1. 2. 3 MATLAB 计算引擎MATLAB 引擎采用客户机/ 服务器的计算模式,通过对Activex 技术的支持,实现VC 应用程序(客户机) 与MATLAB(服务器) 的动态连接通信. 假如用户想以较短的时间开发前台为VC + + 产生的用户界面,后台由MATLAB 计算分析的应用程序, 使用MATLAB 引擎是很好的选择. 在实际应用中,MAT2 LAB 作为ActiveX 的自动化服务器,接收通过引擎传来的数据和指令信息并进行相应的处理,然后将结果经过引擎返回给发送请求的客户机. 但这种方式需要MATLAB 在后台的适时运行, 如果用户没有安装MATLAB ,应用程序就无法正常运行,而且应用程序与MATLAB 间通过字符流传递数据和命令参数,整个算法在MATLAB 中执行,从而降低了程序的执行效率,因而其实际应用不多.1. 2. 4 MCC 和MATCOM前面提到的几种方式都是以MATLAB 为主,程序的运行都离不MATLAB 环境. 除此之外,另一种方式就是将MATLAB 语言程序翻译成C/ C + + 语言代码,再用C/ C + + 语言的方式进行开发. MAT2 LAB 自己提供了C 语言翻译程序mcc , 另一种是原第3 方公司MathTools 开发的MATCOM. 后者出现较早,功能远比MATLAB 自己的翻译程序强大,所以MathTools 公司已经被MathWorks 公司收购,并已将其开发技术融于新推出的MATLAB 6. 0 (Re2 lease 12) 中. 但二者都不完善,有大量的MATLAB函数及数据类型是不能兼容变换的,所以有时会发现将简洁的MATLAB 程序翻译成C 语言程序很晦涩.翻译后的C 程序几乎不适合手动去维护,更谈不上升级了[3 ] .2 C/ C + + 语言MEX文件的实现C/ C + + 语言MEX 文件的实现包括,源程序的编辑、MEX 编译和调试. 在编译和调试前要进行编译器的配置.2. 1 C/ C+ + 语言MEX文件的编写C/ C + + 语言MEX 文件的编写格式,除了要遵循C/ C + + 语言语法外,还须要加入用于MATLAB和C/ C + + 语言通信协议———入口子程序. 我们首先看一个极简单的C 语言MEX 文件,该程序的作用是两个数求和,源程序如下:/ / 示例程序myplus. c :求两个Double 数之和# include ”mex. h”/ 3 计算功能子程序3 /void myplus (double y[ ] ,double x[ ] ,double z[ ]) {y[0 ] = x[0 ] + z[0 ] ;}/ 3 以下是入口子程序3 /void mexFunction(int nlhs ,mxArray 3 plhs[ ] ,int nrhs ,const mxArray 3 prhs[ ]){double 3 x , 3 y , 3 z ;int mrows0 ,ncols0 ;int mrows1 ,ncols1 ;/ 3 检查输入输出变量个数3 /if (nrhs ! = 2)mexErrMsgTxt (”Two input s arquired”) ;elseif ( nlhs > 1) mexErrMsgTxt ( ”Too many output argument s”) ;/ 3 输入量必须是两个非复数double 类型3 /mrows0 = mxGetM(prhs[0 ]) ;ncols0 = mxGetN(prhs[0 ]) ;if ( ! mxIsDouble (prhs [ 0 ]) | | mxIsComplex (prhs [0 ]) | | ! (mrows0 = = 1 & &ncols0 = = 1) ) mexErrMsgTxt ( ”Input s must be all noncomplex scalar double. ”) ;mrows1 = mxGetM(prhs[1 ]) ;ncols1 = mxGetN(prhs[1 ]) ;if ( ! mxIsDouble (prhs [ 1 ]) | | mxIsComplex (prhs [1 ]) | | ! (mrows1 = = 1 & &ncols1 = = 1) ) mexErrMsgTxt ( ”Input s must be all noncomplex scalar double. ”) ;if (mrows0 ! = mrows1| | ncols0 ! = ncols1) mexErrMsgTxt ( ”Input s must be same dimen2sion. ”) ;/ 3 为返回参数创建矩阵3 /plhs [ 0 ] = mxCreateDoubleMat rix ( mrows0 ,ncols0 ,mxREAL) ;x = mxGet Pr (prhs[0 ]) ;z = mxGet Pr (prhs[1 ]) ;548 三峡大学学报(自然科学版) 2004 年12 月y = mxGet Pr (plhs[0 ]) ;/ 3 调用计算功能子程序myplus () 3 /myplus (y ,x ,z) ;}上面程序为一典型的C 语言MEX 文件,程序由两部分构成:一个计算功能子程序(myplus () 函数) 和一个入口子程序(mexFunction () 函数) . 顾名思义,计算功能子程序包含所有实际所需完成的功能、算法,我们已有的或现编的C/ C + + 、FORTRAN 程序就被当做计算功能子程序使用,它由入口子程序调用. 入口子程序是MATLAB 系统和外部程序之间沟通的桥梁,主要用来完成两者之间的通信. 上面示例程序中,mexFunction () 函数有大量语句是用于检查变量的数据类型等辅助性工作,这是必要的,因为MAT2LAB 语言不像C/ C + + 等语言变量使用前须声明,对类型的检查可以避免许多错误的发生.下面简要的说明一下上面程序中用到的MAT2LAB API 函数,它们在mex. h 或mat rix. h 中声明. mexFunction () ,入口子程序函数,其格式如下:void mexFunction(int nlhs ,mxArray 3 plhs[ ] ,intnrhs ,const mxArray 3 prhs[ ]){⋯⋯/ / 一些必要的代码,用来完成MATLAB 系统与计算功能子程序之间的通信}其参数的含意为:nrhs 和nlhs ,整型变量,分别为调用MEX 文件时输入、输出参数的个数. prhs、plhs ,指针数组,其元素分别为指向输入、输出参数的指针. mexErrMsgTxt () ,用于输出错误信息,并返回到MATLAB 命令提示符下.mxGetM() 和mxGetN ( ) ,获得矩阵的行数和列数,参数为指向矩阵的指针,如程序中的mrows0 =mxGetM(prhs[0 ]) 的作用为:得到第一个输入实参的行数,并赋值给整型变量mrows0.mxIsDouble () 、mxIsComplex () ,判断矩阵是否为双精度型、复数型. 输入参数为矩阵指针,返回值为BOOL 值.mxCreateDoubleMat rix(int m ,int n ,mxComplex2ity complexFlag) ,创建一个未赋值的双精度矩阵,m ,n 为创建矩阵的行、列数,complexFlag 为标识是实数还是复数. 该函数返回所创建矩阵的指针.mxGet Pr () 获得矩阵实数部分的指针,输入参数为矩阵的指针,返回值为矩阵实数部分的双精度指针.MATLAB API 函数还包含其它许多接口函数,分为mx2函数和mex2函数,详细情况可查阅相关文献.MEX 源程序编写完成后,还要经过编译后才能生成dll 文件,供MATLAB 或其它程序调用,编译前要对MATLAB 进行编译器的配置.2. 2 编译器的配置编译器的配置是通过MATLAB 的配置文件(mexopt s. bat ) 进行的,其具体过程为: 在MATLAB 命令窗口下键入:mex2steup ,随后系统弹出一个DOS 窗口,按照提示一步步选择完成即可. 该命令可带许多参数,可针对不同的操作系统进行多种配置[2 ,3 ] . 2. 3 C/ C+ + 语言MEX文件的编译编译方法很简单,直接在MATLAB 命令提示符下键入:mex filename ,其中filename 为需编译的源程序名. 如果提示有错误信息,需查错,修改源程序、调试. 直到没有错误信息提示. 编译通过生成的可执行的dll 文件,可在MATLAB 命令提示符下或其它程序中调用.3 FORTRAN语言MEX文件的实现FORTRAN 语言MEX 文件的实现步骤和C/ C+ + 语言MEX 文件大体相同.3. 1 FORTRAN 语言MEX 文件的编写MATLAB 提供了C/ C + + 和FORTRAN 两种语言的接口,基于FORTRAN 语言和前面讲到的基于C/ C + + 语言的MEX 文件在实现方式上相差不大. 我们先还是看一下前面程序用FORTRAN 语言MEX 文件来实现的源程序.! 示例程序myplus. f :求两个数之和! 计算功能子程序subroutine myplus (y ,x ,z)! 变量声明real 3 8 x ,y ,zy = x + zreturnend! 以下是入口子程序subroutine mexFunction(nlhs ,plhs ,nrhs ,prhs) ! 参数声明integer nlhs ,nrhs ,plhs ( 3 ) ,prhs ( 3 )! 调用API 库函数的声明integer mxGet Pr ,mxCreateFullinteger mxGetM ,mxGetN ,mxIsNumeric! 程序内部使用变量的声明第26 卷第6 期陈建平等MATLAB 与C/ C + + 、FORTRAN 语言混合编程549 integer xpr ,ypr ,zprinteger mrows ,ncols ,sizereal 3 8 x ,y ,z! 检查输入输出变量个数if (nrhs. ne. 2) thencall mexErrMsgTxt (’Two input s arquired’)elseif (nlhs. gt . 1) thencall mexErrMsgTxt ( ’Too many output argu2ment s’)endif! 输入量必须是两个数mrows = mxGetM(prhs (1) )ncols = mxGetN(prhs (1) )size = mrows 3 ncolsif (mxIsNumeric (prhs (1) ) . eq. 0) thencall mexErrMsgTxt (’Input s must be a number’)endifmrows = mxGetM(prhs (2) )ncols = mxGetN(prhs (2) )size = mrows 3 ncolsif (mxIsNumeric (prhs (2) ) . eq. 0) thencall mexErrMsgTxt (’Input s must be a number’)endif! 为输出参数创建矩阵plhs (1) = mxCreateFull (mrows ,ncols ,0)xpr = mxGet Pr (prhs (1) )zpr = mxGet Pr (prhs (2) )ypr = mxGet Pr (plhs (1) )! 将数据指针转换成双精度型call mxCopyPt r ToReal8 (xpr ,x ,size)call mxCopyPt r ToReal8 (zpr ,z ,size)! 调用计算功能子程序mypluscall myplus (y ,x ,z)! 将计算结果传给输出数据指针call mxCopyReal8ToPt r (y ,ypr ,size)returnend该程序的结构和内容与前面myplus. c 大致相同,也是由两部分:一个计算功能子例行程序和一个入口子例行程序构成,其程序中参数和变量大多相同,这里就不一一再介绍了. 但值得一提的是, FOR2TRAN 和C/ C + + 语言语法规则相差较大,在C/ C ++ 语言中对字符大小写是敏感的,而FORTRAN 语言中大小写是一样的;C/ C + + 语言中数组是按行存储,数组下标是从0 开始计数的,而FORTRAN 语言中数组是按列存储,数组下标从1 开始. C/ C + + 语言几乎支持所有的数据类型,支持头文件,操作很灵活. 而FORTRAN 语言,不支持指针,参数传输较麻烦[1 ] .3. 2 FORTRAN语言MEX文件的编译和C/ C + + 语言MEX 文件一样,编译前需进行编译器的配置,方法同前,只是选的编译器不同(例如Compaq Visual Fort ran version 6. 6) . 编译的过程也一样,MATLAB6 的编译命令(不再区分C/ C + + 文件用cmex. bat ,FORTRAN 用fmex. bat) 统一使用mex.bat 批处理命令,其后的文件名须带扩展名.4 Visual Studio IDE 下MEX文件的建立和调试4. 1 Visual Studio 的配置前面使用的mex 文件的使用方式,类似在DOS下程序开发方式,程序编辑、编译、调试和执行分开,每次只能创建一个文件,需要来回切换MATLAB 命令窗口和编辑窗口,操作较麻烦. VC 是在Windows环境下的优秀开发平台,将MATLAB 和VC 强强联手,无疑是非常好的混合编程方式. 下面就简要介绍一下如何在VC 的IDE( Integrated Development Envi2 ronment) 中编译MEX 程序. 为了表述的方便,我们以MATLAB6. 5 (安装在C: \ matlab6p5) 和Visual C ++ 6. 0 (安装在D : \ Program Files \ Microsoft Visual Studio) 为例,可以分为以下5 步[4 ,5 ] :①用VC 创建一个工程(假定名称为myproject) ,类型选择Win32 Dynamic - link Library ,并将自己的MEX源程序和mexversion. rc (在C: \ MATLAB6p5\ extern \ include 下) 加入到工程.②创建一个与工程同名的定义文件(myproject .def) ,内容如下:L IBRARY myproject . dllEXPORTS mexFunction(如果是FORTRAN 该行改为EXPORTS -MEXFUNCTION @16 )并加入定义文件myproject . def 到工程③定位库文件( . lib) 位置. 具体操作为:选择VC下拉菜单Tools/ Options ⋯,在弹出的对话框Show di2rectories for 下拉框中选择Library files ,在下部的Di2 rectories : 中添加C: \ MATLAB6p5 \ extern \ lib \win32 \ microsoft \ msvc60 目录. 然后选择VC 下拉菜单Project/ Settings ⋯, 在弹出的对话框中选择550 三峡大学学报(自然科学版) 2004 年12 月Link 选项卡,在Category 栏中选择general 选项,在出现的Object/ library modules : 框中填入libmx. lib , libmex. lib , and libmat . lib.④加入MATLAB include 目录. 具体操作为:选择VC 下拉菜单Tools/ Options ⋯,在弹出的对话框Show directories for 下拉框中选择Include files ,在下部的Directories : 中添加C: \ MATLAB6p5 \ extern\ include 目录. 然后选择VC 下拉菜单Project/ Set2tings ⋯, 在弹出的对话框中选择C/ C + + 选项卡,在Category 栏中选择Preprocessor 选项,在出现的Pre2 processor definitions : 框中填入MATLAB-MEXFILE.⑤最后就是调试运行配置. 具体操作为:选择VC下拉菜单Project/ Settings ⋯,在弹出的对话框选择Debug 选项卡,在Category 栏中选择General 选项,在出现的Executable for debug session :框中填入C: \ MATLAB6p5 \ bin \ win32 \ matlab. exe.4. 2 在Visual Studio 中使用MATLAB add - inMATLAB6. X为Visual Studio IDE 提供了add -in ,该add - in 使MATLAB 的M - files 非常容易的就可加入到VC 环境中,使VC 和MATLAB 很好的融合. 不过要使用该插件需要简单的配置. 具体操作如下:使用前面提到的mex - steup 命令进行编译器的配置, 选择VC 作为编译器后, 该命令自动装载MATLAB add - in. 然后选择VC 下拉菜单Tools/Customize ⋯, 在弹出的对话框中勾选MATLAB add- in 复选框. 随后VC 就出现了如图1 所示的工具条,其中第一个按钮的功能就是用来将M - files 添加到Visual Studio IDE 中的.图1 图标示例5 结语本文对MATLAB 与C/ C + + 和FORTRAN 语言进行混合编程的常用4 种方法进行了论述. 4 种方法各有其优势,又各有不足. 其中MEX 文件的方式,特别是Visual Studio IDE 下混合编程,将MATLAB和Visual Studio 开发系统相接合,以其功能强大、操作便利和利于升级维护,具有广泛的使用价值.参考文献:[1 ] 刘志俭. MATLAB 应用程序接口用户指南[M] . 北京:科学技术出版社,2000.[2 ] 飞思科技产品研发中心. MATLAB6. 5 应用程序接口编程[M] . 北京:电子工业出版社,2003.[3 ] 薛定宇. 科学运算语言MATLAB5. 3 程序设计与应用[M] . 北京:清华大学出版社,2000.[4 ] 王振义. MATLAB 和Visual C + + 的混合编程[J ] . 雁北师范学院学报,2002 ,18 (2) :26～29.[5 ] 马海阳,王艳华,孙道恒. MATLAB 的VC 编程接口浅析[J ] . 信息技术,2003 ,27 (3) :55～57.[责任编辑张莉]第26 卷第6 期陈建平等MATLAB 与C/ C + + 、FORTRAN 语言混合编程551__。
