(完整版)matlab课程学习总结

目 录

VC++ ＆ Matlab 混 合 编 程 的 快 速 实 现 .............................. 2 摘 要 ............................................... 2 关 键 词 ............................................... 2 简 介 ： ............................................ 2

实例分析 ........................................................... 3 1、编写Matlab函数 .................................. 3 2、Matlab6。5编译器设置 ............................. 3 3、建立C++控制台工程 ................................ 4 4、启用Matlab Add-in 工具条 ......................... 5 5、VC++6.0环境及工程设置 ............................ 7 6、Matlab到C++的代码转换 .......................... 10 7、C++函数的使用 ................................... 11 特别说明一： ....................................... 12 特别说明二： ....................................... 13 8、程序的发布 ...................................... 13 总 结 .................................................... 13

1

(完整版)matlab课程学习总结

VC++ & Matlab 混 合 编 程 的 快 速 实 现

摘 要 ：

许 多 工 程 软 件 需 要 用 到 复 杂 的 数 学 算 法 。VC++能 够 形 成 各 种 用 户 界 面 ， 并 可 以 直 接 与 系 统 及 底 层 硬 件 交 换 数 据 。 因 此 研 究 VC++和 Matlab的 混 合 编 程 具 有 很 大 的 实 际 意 义 .

该 文 讨 论 了 如 何 使 用 Matlab 的 Complier 将 *.m 函 数 编 译 为 动 态 链 接 库 DLL， 提 供 VC++ 调 用 的 方 法 ， 提 供 了 一 种 VC++与 Matlab 混 合 编 程 的 快 速 实 现 。

关 键 词 ： Matlab VC++ MCC Complier 动 态 链 接 库 DLL

简 介 ：

Matlab 作 为 当 今 世 界 上 应 用 最 为 广 泛 的 数 学 软 件 ， 具 有 非 常 强 大 的 数 值 计 算 、 数 据 分 析 处 理 、 系 统 分 析 、 图 形 显 示 甚 至 符 号 运 算 的 功 能 。 已 经 在 如 生 物 工 程 ， 图 像 处 理 ， 语 音 处 理 ， 雷 达 探 空 ， 声 纳 探 水 , 地 震 探 地 ， 以 及 控 制 论 ， 系 统 论 等 各 个 领 域 得 到 广 泛 的 应 用 . 它 是 一 个 完 整 的 数 学 平 台 ， 在 这 个 平 台 上 ， 用 户 只 需 寥 寥 数 语 就 可 以 完 成 十 分 复 杂 的 功 能 ， 大 大 提 高 了 工 程 分 析 计 算 、 图 像 处 理 的 效 率 。 但 是 Matlab 强 大 的 功 能 只 能 在 它 所 提 供 的 平 台 上 才 能 使 用 ， 即 用 户 必 须 在 安 装 Matlab 系 统 的 机 器 上 才 能 执 行 *。m 文 件 . 这 样 当 用 户 需 要 将 在 Matlab下 已 开 发 完 毕 的 复 杂 算 法 应 用 到 高 级 语 言 开 发 环 境 下 时 就 带 了 问 题 ， 是 将 现 成 的 东 西 集 成 高 级 语 言 开 发 的 程 序 中 呢 ？ 还 是 用 高 级 语 言 再 重 新 实 现 一 遍 ？ 显 然 大 家 所 期 望 的 是 减 少 工 作 量 , 最 好 能 将 Matlab 下 开 发 好 的 程 序 或 函 数 直 接 应 用 到 高 级 语 言 开 发 的

2

(完整版)matlab课程学习总结

程 序 中 ， 这 就 是 Matlab 与 高 级 语 言 的 混 合 编 程 问 题 。

VC++是 当 前 Windows 下 的 主 要 编 程 语 言 之 一 , 它 能 方 便 地 形 成 应 用 软 件 中 所 需 要 的 各 种 用 户 界 面 和 工 具 并 直 接 与 系 统 及 底 层 硬 件 交 换 数 据 。用 VC++开 发 的 系 统 具 有 容 易 维 护 升 级 、 界 面 友 好 、 代 码 效 率 高 、 执 行 速 度 快 等 一 系 列 优 点 , 因 此 已 成 为 目 前 应 用 软 件 开 发 中 广 泛 采 用 的 主 要 工 具 之 一 。 因 此 ， 如 何 将 Matlab 与 VC++进 行 有 效 的 混 合 编 程 广 受 工 程 科 研 人 员 的 关 注 。 解 决 这 个 问 题 ， 不 仅 能 更 好 地 发 挥 Matlab 强 大 的 功 能 ， 还 能 快 速 地 进 行 软 件 开 发 ， 尤 其 是 当 软 件 开 发 中 需 要 实 现 复 杂 的 数 学 算 法 、 图 形 处 理 时 尤 为 迫 切 。研 究 VC++与 Matlab 的 混 合 编 程 具 有 很 大 的 实 际 意 义 。

实例分析

1、编写Matlab函数

函数文件sum_prod.m，内容如下：

function ［sum,prod] = sum_prod（p1，p2) sum = p1+p2; % p1与p2的和 prod = p1。*p2； % p1与p2的点乘

该函数完成的是矩阵的求和与点乘的功能，下面将介绍把该代码转换成C++环境可用的代码的方法。

2、Matlab6。5编译器设置

(1) 在同一台电脑上安装Matlab6。5和Visual C++6.0； (2） mex命令设置

(a）运行Matlab，在Matlab的命令窗口（Command Window)键入“mex —setup”命令后，按回车键，安装Matlab编译器;

(b) 命令窗口出现如下提示：

Please choose your compiler for building external interface （MEX） files:

3

(完整版)matlab课程学习总结

Would you like mex to locate installed compilers [y]/n？ 此时键入”y”，按回车； (c） 命令窗口出现如下提示:

Please choose your compiler for building external interface (MEX) files： Would you like mex to locate installed compilers ［y]/n？ y Select a compiler:

［1] Digital Visual Fortran version 6。0 in C:\\Program Files\\Microsoft Visual Studio [2］ Lcc C version 2。4 in C:\\MATLAB6P5\\sys\\lcc

[3］ Microsoft Visual C/C++ version 6。0 in C:\\Program Files\\Microsoft Visual Studio [0］ None

此时键入”3”，按回车；选择Microsoft Visual C++6。0的编译器 （d） 命令窗口出现如下提示： Please verify your choices:

Compiler: Microsoft Visual C/C++ 6.0

Location： C:\\Program Files\\Microsoft Visual Studio Are these correct?（［y]/n):

此时键入”y\"，按回车；确认选择Microsoft Visual C++6.0的编译器

（3) mbuild命令设置

(a） 运行Matlab，在Matlab的命令窗口（Command Window）键入“mbuild -setup”命令后，按回车键,安装Matlab编译器；

(b） 命令窗口出现如下提示：

Please choose your compiler for building standalone MATLAB applications： Would you like mbuild to locate installed compilers [y]/n？ 此时键入”y”,按回车;

(c） 命令窗口出现如下提示：

[1] Lcc C version 2。4 in C:\\MATLAB6P5\\sys\\lcc

［2] Microsoft Visual C/C++ version 6.0 in C：\\Program Files\\Microsoft Visual Studio ［0] None

此时键入”2\"，按回车；选择Microsoft Visual C++6.0的编译器 (d） 命令窗口出现如下提示： Please verify your choices：

Compiler： Microsoft Visual C/C++ 6.0

Location： C：\\Program Files\\Microsoft Visual Studio Are these correct?（[y］/n）:

此时键入”y”，按回车；确认选择Microsoft Visual C++6.0的编译器

（4) 在Matlab的命令窗口（Command Window）键入“cd(prefdir）; mccsavepath prefdir；”启动MATLAB add-in工具条

3、建立C++控制台工程

(1） 新建一个C++控制台工程Test

4

(完整版)matlab课程学习总结

其它都采用默认设置.然后在该工程中添加Test.cpp文件

4、启用Matlab Add-in 工具条

（1） 在上面的VC工程中,在菜单栏的空白处右键单击鼠标，出现如下菜单

5

(完整版)matlab课程学习总结

点击Coustomize…菜单项，出现如下Coustomize对话框，

选择Add-in and Macro Files标签，选中MATLAB Add—in选项,点Close按钮关闭对话框，这里会在菜单附近出现如下工具条，它就是Matlab Add—in 工具条.

6

(完整版)matlab课程学习总结

5、VC++6.0环境及工程设置

在上面的VC工程中,进行以下设置

(1) VC++6。0环境设置

单击菜单Tools，出现如下菜单

单击Options…菜单项，出现Options对话框，选择Directories标签，在include files里面加入： C：\\MATLAB6P5\\EXTERN\\INCLUDE C:\\MATLAB6P5\\EXTERN\\INCLUDE\\CPP 如下图所示

7

(完整版)matlab课程学习总结

在Library files里面加入： C：\\MATLAB6P5\\EXTERN\\LIB

C：\\MATLAB6P5\\EXTERN\\LIB\\WIN32

C：\\MATLAB6P5\\EXTERN\\LIB\\WIN32\\MICROSOFT\\MSVC60

如下图所示

（2） VC++6.0工程设置

单击菜单Project，出现如下菜单

单击Setting…菜单项，出现Project Setting对话框,选择Link标签，在 Object/library modules： 下面的文本框内容的后面加入libmmfile.lib libmatlb.lib libmx.lib libmat.lib libmatpm。lib sgl.lib libmwsglm.lib libmwservices。lib,如下图所示

8

(完整版)matlab课程学习总结

选择C/C++标签，在 Prerocessor definitions: 下面的文本框内容的后面加入 ，MSVC,IBMPC,MSWIND，如下图所示

设置完成。

9

(完整版)matlab课程学习总结

6、Matlab到C++的代码转换

在上面的VC工程中

（1） 将前面sum_prod。m文件复制到该Test工程所在的目录下

（2） 单击Matlab Add-in 工具条最左边第一个按钮，出现如下对话框

选中Windows Console EXE 四个选择选中后二项,如上图所示,单击OK，出现如下对话框

选中Matlab函数文件sum_prod。m，单击“打开\"按钮，这样在该工程所在的目录就生成了sum_prod.cpp和sum_prod。hpp文件。

(3） 打开sum_prod。cpp文件，注意到里面有这样一个函数

mwArray sum_prod（mwArray ＊ prod, mwArray p1， mwArray p2) ｛…｝

可以看到在C++环境中,sum_prod也是一个函数，它的输入与输出数据类型是mwArray,它是VC6.0专门为Matlab中的矩阵对象定义的一个类。函数sum_prod有三个输入参数和一个输出参数。由于C++函数不能有一个以上的返回值，因此这里将Matlab函数sum_prod的第二个返回值，以地址型变量的形式作为C++函数sum_prod的第一个输入参数。

10

(完整版)matlab课程学习总结

7、C++函数的使用

在上面VC工程Test.cpp文件中键入以下代码：

//*＊**＊**＊＊＊＊*＊＊＊**＊＊****＊**＊＊＊*****＊＊＊＊＊****＊*＊＊*＊**＊＊*＊**＊＊＊**＊**＊*＊

#include \"matlab。hpp\" #include \"sum_prod。hpp\"

// 包含类mwArray定义 // 包含C++函数sum_prod

void main() ｛

int i，j;

// 定义C++二维数组

double x［］ = {1,2，3,4，5，6}; double y[］ = ｛7,8，9,10，11，12}; double ＊sum，*prod;

// 初始化与C++数组相对应的mwArray变量 mwArray X（2，3,x）; mwArray Y（2，3,y); mwArray SUM,PROD；

// 调用C++函数

SUM = sum_prod（＆PROD，X，Y);

// 给输出数据分配内存

sum =(double*） calloc（6，sizeof（double)); prod =(double＊） calloc（6，sizeof(double）)； // 取出输出数据

sum = mxGetPr(SUM.GetData（)）； prod = mxGetPr(PROD。GetData（)）；

// 输出显示

cout <〈 \"SUM = \" 〈< endl； for （i=0;i〈2;i++） {

for （j=0；j〈3;j++) cout 〈〈 sum［j＊2+i］ 〈< \"\”； cout 〈〈 endl； }

cout << ”PROD = \" << endl；

11

(完整版)matlab课程学习总结

for (i=0;i〈2；i++） {

for (j=0；j〈3；j++)

cout << prod[j＊2+i] 〈〈 ”\\"; cout 〈< endl； }

// 释放内存 free(sum)； free(prod); }

//＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊*＊＊****＊＊**＊*＊**＊*＊＊*＊＊***＊＊＊＊**＊**＊*＊**＊******＊＊＊＊**＊*

编译链接程序,“忽略”编译过程中有关库文件msvcrt。lib的警告。 该C++程序运算结果如下图所示

特别说明一：

在C\\C++环境中二维数组是“行向量”，如果将下面定义的变量x看成二维数组的话 double x[] = ｛1,2，3，4,5,6}; 那么x应该是23的矩阵，即 x = ［1，2，3；

4,5,6];

但是，如果将数组首地址x初始化mwArray类时，数组x在mwArray中是按“列向量\"的形式排列的，即 X = [1,3，5；

2，4，6]; 同理，这里

Y = [7,9，11；

8，10,12];

因此才能得到上图的结果

12

(完整版)matlab课程学习总结

特别说明二：

通过Matlab Add-in实现Matlab与VC++的混合编程也有不足，并不是所有的Matlab的函数都能转成C++函数，这一点在使用过程中要特别注意!

8、程序的发布

（1） 使用 VC 附带的 Depends 工具找到应用程序所需要的 dll 文件，手动复制这些文件添加到应用程序

所在的目录即可。

（2） 编译好的程序只要附带 mglarchive.exe （在 C：\\MATLAB6p5\\extern\\lib\\win32 目录) 中的数学和

图形库即可在没装 matlab 的机器上运行

总 结

从 以 上 的 讨 论 中 可 以 清 楚 的 看 到 ， 使 用 Matlab 生 成 动 态 链 接 库 (*。DLL） 实 现 VC

＋＋ 和 Matlab 的 混 编 的 确 以 它 的 方 便 ， 易 用 成 为 VC++和 Matlab 混 编 的 一 种 快 速 实 现 方 法 。 另 外 ,Matlab 的 Compiler 也 具 有 一 定 的 局 限 性 ： 原 则 上 在 混 编 的 过 程 中 只 能 使 用 Matlab 数 学 库 中 的 函 数 和 图 形 库 中 的 部 分 函 数 ,mathworks 提 供 的 文 档 上 面 讲 到 ,Matlab 的 图 形 库 只 有 在 用 mcc 生 成 可 执 行 程 序 (*.exe） 时 才 能 引 用 。 在 VC++的 程 序 中 直 接 使 用 Matlab 图 形 库 中 的 函 数 （ 例 如 mlfPlot） 是 不 背 支 持 的 。 另 外 , 在 使 用 mcc 生 成 DLL 的 时 候 ， Matlab 图 形 库 中 的 函 数 也 不 是 全 部 都 测 试 过 。还 有 对 于 一 些 工 具 箱 中 的 函 数 ， 如 果 用 到 一 些 数 学 库 之 外 的 函 数 ， 就 有 可 能 出 现 错 误 。 即 使 编 译 通 过 , 在 运 行 的 时 候 也 有 可 能 出 错 。 但 是 ， 随 着 Matlab 的 不 断 升 级 ， mathworks 推 出 了 Matlab COM Builder 创 建 COM 组 件 ， 对 这 种 不 兼 容 性 有 了 一 定 的 改 进 ， 使 得 Matlab 和 高 级 语 言 的 混 合 编 程 变 得 越 来 越 实 用 ， 越 来 越 简 单 。

参 考 文 献 ：

13

(完整版)matlab课程学习总结

［1] Matlab Compiler

［2］ Matlab COM Builder

14