VC与Matlab混合编程
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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=1
mxArray *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。把很多通⽤的功能放在DLL中，可以供各种应⽤程序调⽤，这样可以很好的减少外部存储空间的占有量，
并实现代码的共享。Matlab也⽀持将m程序编译成dll，供其他语⾔(包括VC、VB、Fortran等)调⽤，下⾯先简单介绍下Matlab DLL的编译步
骤：
2.1 Matlab DLL制作
（1）配置Matlab的编译器跟，要将mex和mbuil两个都配置成本机上安装的VC，mbuild的配置⽅法同mex
（2）编译m函数成为dll，在matlab命令空间中使⽤mcc命令编译m⽂件：(mcc的使⽤参考Matlab帮助)
⽰例：将⼀个Matlab函数MyFun 编译成libMyFun 的命令：
mcc –W cpplib:libMyFun –T link:lib MyFun
参数说明：-W控制编译之后的封装格式，cpplib表⽰c++的lib，冒号之后是编译输出lib名，-T表⽰⽬标，link:lib表⽰连接到lib的⽬
标，MyFun是待编译的m⽂件名，编译成功之后，会输出三个⽂件：libMyFun.lib libMyFun.dll libMyFun.h
2.2 DLL在VC中调⽤
要想在VC集成环境下调⽤Matlab的DLL，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）VC环境配置，同前⾯VC调⽤Matlab引擎⽅式类似，也需要配置VC的编译环境，其中include路径、lib路径和前⼀种⽅式相同，加载
的lib变更为：mclmcrrt.lib、libmx.lib、libmat.lib、mclmcr.lib四个，include的头⽂件变更为：mclmcr.h、matrix.h、mclcppclass.h三个。
（2）DLL中函数的调⽤，先看⼀下m函数编译成C++Dll之后的函数声明，例：matlab函数：function [y, out] = CaculateFun(x, in)编译之后对
应c++的声明:void MW_CALL_CONVCaculateFun(int nargout, mwArray& y, mwArray& out, const mwArray& x, const mwArray& in)参数int
nargout指定调⽤时，输出参数的个数，紧跟的后续nargout个参数y、out为输出参数，后续再剩下的多个参数x、in就为输⼊参数。
（3）注意事项：在VC中调⽤dll中的函数之前，需要先调⽤函数libFunInitialize初始化，在调⽤完函数以后，需要再调⽤函
数libFunTerminate和mclTerminateApplication终⽌。准备好了上述步骤，就可以在VC中调⽤DLL中函数的了，简单的⽰例代码如下：
// include matlab sys head file
#include "mclmcr.h"
#include "matrix.h"
#include "mclcppclass.h"
// include lib head file
#include "libCaculateFun.h"
// link matlab sys lib
#pragma comment(lib, "mclmcrrt.lib")
#pragma comment(lib, "libmx.lib")
#pragma comment(lib, "libmat.lib")
#pragma comment(lib, "mclmcr.lib")
// link lib
#pragma comment(lib, "libCaculateFun.lib")
void TestDeno()
{
// init lib
if (!(libCaculateFunInitialize()))
{
std::cout<<"Could not init lib !"<
return -1;
}
double xxxx[2] = {0};
double inin = 0;
double yyyy[2] = {0};
double outo = 0;
// 为函数参数分配内存空间
mwArray mwXX(1, 2, mxDOUBLE_CLASS);
mwArray mwIn(1, 1, mxDOUBLE_CLASS);
mwArray mwYY(1, 2, mxDOUBLE_CLASS);
mwArray mwOut(1, 2, mxDOUBLE_CLASS);
// 为输⼊参数赋值
mwXX.SetData(&xxxx, 2);
mwIn.SetData(&inin, 1);
// 调⽤计算函数
CaculateFun(2, mwYY, mwOut, mwXX, mwIn);
// 获取输出参数
outo = mwOut.Get(1, 1);
// lib Terminate
libCaculateFunTerminate();
// MCR Terminate
mclTerminateApplication();
}
⽰例代码通过VC调⽤Matlab DLL，将变量xxxx的值付给yyyy，将变量inin的值付给outo，相对简单，就不再详细解释。
3. VC向Matlab函数传递参数
前⾯在介绍两种混合编程的⽅式时，⽰例代码中已经涉及到了参数的传递问题，对于VC中的简单数据类型：变量、数组等，⽹上已经有很
多资料介绍，前⾯⽰例代码中也有所体现，这⾥不再详细说明。
关于复杂数据结构：⽤户⾃定义结构体类型，处理起来⽐较⿇烦，⽹上能找到的资料也较少，由于前⾯提及的两种⽅式，在传递参数时，使
⽤的数据类型是不⼀致的：引擎⽅式只能是mxArray类型，⽽DLL⽅式的参数只能是mwArray，因此需要分别介绍将结构体转换成这两种类
