VC与matlab接口

null常用数学软件选讲常用数学软件选讲nullVC与Matlab接口编程 如果在C\C++语言中能用MATLAB那么简单的代码来实现该功能就可以大大减少工作量，VC和MATLAB接口就是做这个工作的。 利用MATLAB的编译工具将m文件方便的转化为C\C++语言、可执行程序(exe)、动态连接库文件(dll)、COM组件等等，并可直接供C\C++语言调用，利用VC和MATLAB接口技术可以在VC中充分发挥MATLAB的数值计算功能，并且可以不依赖MATLAB软件运行。 我们在编写程序时，可以在VC下做出很漂亮的界面，而把复杂的数值处理交给MATLAB去做(实际上MATLAB也能做界面GUI(Graphic User Interface),而且做出的界面并不比VC逊色，但是需要MATLAB软件作为后台运行，如果不依赖MATLAB软件运行的话，可以在VC中调用GUI)，然后通过接口技术将MATLAB集成到VC中，这样可以大大减轻编程的负担，并减少程序编写时间。 nullVC与Matlab接口编程 Matlab Engine方式 Matlab C\C++函数库(7.0后不建议使用，略) Matlab自带的Matlab Compiler Matcom技术 COM组件接口方法 (Visual C++6.0 Matlab 6.5) nullMatlab Engine方式 Matlab Engine是指一组Matlab提供的接口函数,支持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程序作为前台客户机,通过Windows的动态控件与服务器通信,向Matlab Engine传递命令和数据信息,从Matlab Engine接受数据信息。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，而且执行效率低，因此在实际应用中不采用这种方法，在软件开发中也不可行，适合个人使用或做演示用。 nullMatlab自带的Matlab Compiler Matlab Compiler的作用是将m文件转化成C/C++代码（也就是通常所用的mcc命令）,这种源代码需要用C/C++编译器编译连接成独立应用程序，在将m文件转成独立应用程序的过程中生成的C/C++文件，原则上是可以被其它的C/C++代码调用的，编译器可以通过设置mcc命令的选项，将m文件编译成动态链接库文件、C/C++文件、可执行文件等一系列文件。到matlab R12.1为止，Matlab Compiler的m程序转换成C/C++代码功能有很多限制： 不能转换脚本m文件，只能转换m函数； 不能使用matlab对象； 不能用input或者eval操作matlab空间变量； 不能动态地命名变量，然后用load或者save命令来操作； 不能处理具有嵌套调用其他m文件的m文件； 不能使用MATLAB内联函数； null1、必须保证编译器的正确配置，因为编译器使用了C\C++库函数，所以在使用前需要使用 mex -setup 和 mbuild -setup 两个命令对编译器进行配置， 如果以前已经进行了配置就不 需要这一步。动态链接库方式nullmbuild -setupnullnull2、设置头文件和库文件的路径，配置完成如图1和图2 null3、在MATLAB打开文本编辑器(File->New->M-file)写一个简单的m函数： function y=huatu_test() x=-10:0.1:10; y=sin(x); plot(x,y,''*'') 文件保存为huatu_test.m。 4、在MATLAB命令窗口用如下命令生成dll文件和调用dll所需要的文件： mcc -t -W libhg:dlltest -T link:lib -h libmmfile.mlib huatu_test.m 　　 生成的文件将会保存在当前目录下，默认的当前目录为：MATLAB根目录\work，找到dlltest.h 、dlltest.lib和dlltest.dll文件，这三个文件是我们需要的。 5、在VC中新建一个名为ceshi基于对话框的工程，在工程中添加一个名为"测试"的button按钮。将dlltest.h 、dlltest.lib和dlltest.dll文件拷贝到当前工程目录下，并通过Project->Add To Project->Files 选择拷贝到当前目录下的三个文件，将文件引入工程。 null6、在ceshiDlg.cpp文件中添加头文件dlltest.h #include "dlltest.h" 打开dlltest.h文件，里面有有关函数的定义，找到其中三个函数： extern mxArray * mlfHuatu_test(void); extern void dlltestInitialize(void); extern void dlltestTerminate(void); 从函数意思不难知道它们的作用，dlltestInitialize用来初始化dll库，dlltestTerminate用来结束调用dll,mlfHuatu_test为主程序执行函数。将三个函数拷贝到button响应代码中，进行修改： void CCeshiDlg::OnButton1() { dlltestInitialize(); mlfHuatu_test(); dlltestTerminate(); }null编译、执行程序，点击结果如图 null可以看出，相比VC编写dll文件，利用MATLAB 编译器生成dll文件，以及在VC中调用该dll文件要方便和简单的多。利用编译器还可以根据需要生成C\C++源文件，可执行文件等。MATLAB6.5的编译器为3.0版本，MATLAB7.0的编译器为4.0版本，4.0版本的编译器对原编译器进行了很多改进，3.0很多方法都不再使用，上述方法如果在7.0版本上使用会出现错误。 利用mcc命令，通过不同的参数设置可以生成不同的文件，例如： mcc -B sgl myfun 将myfun.m文件生成对应的c文件和使用c图形库的可执行程序 mcc -B sglcpp myfun 将myfun.m文件生成相应的c++文件和使用c++图形库的可执行程序 (如果自己编写的程序图形不能显示菜单栏和工具栏,拷贝文件夹bin到当前目录下)null利用编译器将m文件转换成对应的C\C++文件,并在VC中调用 首先要保证编译器设置正确，编译器的设置可以参考前面两节的内容。如果以前已经进行了配置就不需要这一步。 1、在MATLAB中编写如下函数： function [x]=gjfcz(A,b) %A=[-1.5 1 2; 4 2 3 ; -3 2 8] %b=[3;5;6] x=A\b 保存名为gjfcz.m，该函数的功能为求解线形方程组。 2、在MATLAB的命令窗口输入以下命令：mcc -m gjfcz.m 该命令用来生成对应的C文件和可执行程序。在MATLAB工作目录下(一般是MATLAB\work)将会生成如下文件：gjfcz.exe，gjfcz.c，gjfcz.h，gjfcz_main.c，其中gjfcz.c，gjfcz.h是我们需要的文件。 Matcom 简介Matcom 简介这是个第三方控件，很小(8M多),原本属于mathtool公司，后来被Mathworks公司合并了，使用该工具可以将m脚本文件和m函数转化成相同功能的C\C++文件，相比其它方法使用matcom具有如下优点： 转换过程简单(由matcom工具自动实现)，容易实现； 可以方便的生成动态链接库文件(dll)和可执行文件(exe)； 不仅可以转换独立的脚本文件，也可以转换嵌套脚本文件； 设置环境后，可以使用Matlab的工具箱函数； 但matcom也有以下不足： 对struct等类的支持有缺陷，对class数据类型； 部分绘图语句无法实现或得不到准确图象，尤其是三维图象； Matcom 简介Matcom 简介相比Matlab自带的编译器Compiler，用Matcom转化代码要简单和方便得多。 本节将以VC6.0和Matcom为例，详细介绍如何利用Matcom进行VC与Matlab的联合编程。 　　Matcom安装Matcom安装 安装Matcom前要已求安装VC6.0。 Matcom可以独立于Matlab运行，但需要外部的C++编译器，在安装时指定Matlab的位置是为了让编译文件中需要的一些系统函数找到路径。null安装完成后，启动界面MIDEVA(下图)。MIDEVA集成开发环境包括命令行窗口、变量列窗口、命令列表窗口和编译链接信息窗口等几部分，并有详细的帮助文档 nullMatcom命令输入方法与Matlab相同。如果安装在中文版操作系统时，输入命令前加一空格。（下图）nullm文件编译后放入VC中 1、启动MIDEVA ,File->New，新建如下Test1.m文件： x=1:0.1:10; y=sin(x); plot(x,y); 将文件保存（如下图）。m文件保存的默认位置为：matcom安装目录\matcom45，生成的C++文件保存的默认位置为：matcom安装目录\matcom45\Debug\，本例matcom安装目录为C盘 即 C:\matcom45\Debug\,在该目录下将会产生Test1.h、Test1.cpp、Test1.r 、Test1.obj文件。 null2、在VC中用MFC Wizard(exe)创建一个基于对话框名为Example的工程。 在面板上添加一个ID为IDC_BUTTON1按扭。 3、将C:\matcom45\Debug目录下的Test1.cpp文件的内容拷贝到 void CExamleDlg::OnButton1()下null4、将C:\matcom45\lib\下的matlib.h 和v4501v.lib文件和C:\matcom45\debug下的Test1.h文件拷贝到工程Example目录下，然后在VC中将库文件和头文件加入到工程中：工程->添加工程->Files,选择刚刚拷贝到Example目录下的matlib.h 、v4501v.lib和Test1.h文件 null5、在ExamleDlg.cpp中加入如下代码： #include "matlib.h" #include "Test1.h" 6、在void CExamleDlg::OnButton1()中分别添加一个初始化类库调用函数”initM(MATCOM_VERSION)”和一个结束类库调用函数”exitM()” null运行程序，点击画图按扭 程序的release版本需要ago4501.dll、v4501v.dll、v4501.lib三个文件的支持。 null在VC中调用matcom编译后的函数 首先新建一个函数huatu.m，该函数的功能是:接受用户输入的左端点值和右端点值两个输入参数，然后在该区间画正弦图形。函数还将生成两个随机数，作为一个点的坐标在图中打印出来（绿点），用来说明如何在VC中处理调用函数的返回值。 null1．建立一个名为Example2基于对话框的MFC(exe)工程。 2．在matcom中新建一个名为huatu.m文件 null3.在matcom命令窗口中运行该函数 null4．将生成的huatu.h、huatu.cpp（默认位置为 安装目录:\matcom45\samples\Debug）和matlib.h、v4501v.lib（默认位置为 安装目录:\matcom45\lib）四个文件拷贝到建立的工程Example2目录下。 5．将第四步拷贝的四个文件加入到VC工程中：工程->添加工程->文件，选择刚才拷贝到Example2目录下的四个文件。完成后如图 null6．在Example2dlg.cpp中添加头文件： #include "matlib.h" #include "huatu.h" null7．为工程建立界面：添加一个Button按扭控件；添加四个Edit box控件，用于显示数据；添加五个Static text控件，四个显示文字，一个显示图形，将显示图形的Static text的ID设置为ID_PIC。其他所有控件属性保持默认 null8．按Ctrl+W为控件添加变量。 null9．为Button1按钮添加响应代码。 null10．运行程序，输入左端点和右端点，点击”画图”按钮，结果如图 null注：如果在编译中出现下列错误： fatal error C1010: unexpected end of file while looking for precompiled header directive 　　进行下列设置：工程->设置-> C/C++ 选择precompiled headers 选择第一或第二项：自动选择预补偿页眉,如图 nullCOM接口方法 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，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(注意：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(Matlab公司就是Mathworks公司)推荐的使用方法。 null 1:在Matlab编辑器里编辑m函数文件：启动matlab->File->New->M-file 函数内容如图：该函数无输入输出参数，文件保存为huatu.m null在matlab下建立COM组件，步骤如下： 1、在matlab command window 输入如下命令： >> comtool 出现com编辑界面，如图 null2、新建工程：File->New Project…,如图（左） 3、设置组件属性，在“Component name”项中填写组件名称“component”,这时候会自动生成类“component”,在“Class name”项中填写类名称“huatu”,如图（右）null为了便于区分,选中"Classes"中的"component",点击“remove”按钮，将类component移除，再点击"Add>>"添加新类huatu,结果如图5。点击"OK"，接下来出现一个对话框，选择"Yes". null4. 添加文件：选中左边工作区的"huatu",点击Project->Add File…，选择已经编辑好的函数文件huatu.m,如图6。需要注意的是m文件必须是m函数,否则会报错,如果是m脚本文件的话,只需要改为无输入输出参数的m函数即可。 null5、生成 com组件:点击Build->COM Object…，结果如图 nullcom组件已经由matlab做好，默认的保存位置为：matlab安装位置\work\component。 VC中调用COM组件,步骤如下： 1、在VC中建立名为ComHuaTu的基于对话框的MFC(exe)。 2、面板上添加一个名为“画图”的button按钮，如图 null3、将component_idl.h 和component_idl_i.c文件拷贝到VC建立的工程ComHuaTu目录下。两文件默认目录为\work\component\src 4、将上面两文件加入工程：工程->添加工程->Files，选择刚刚拷到目录下的component_idl.h 和component_idl_i.c文件。 5、将目录/extern/include/下的mwcomtypes.h拷贝到工程ComHuaTu目录下，并加入到工程中，方法同上。 6、为程序添加头文件component_idl.h 、component_idl_i.c和mwcomtypes.h，结果如图 null7、按钮画图函数添加代码 函数代码的意义涉及到COM，正在写VC调用COM组件所涉及到的有关COM方面的知识。 8、设置预编译头文件：工程->设置(快捷键Alt+F7)，选择C/C++项precomplied Headers，设置如图 null9、编译、连接、运行，结果如图 null可以看出利用VC调用com组件的方式来调用matlab比较简单，而且几乎支持matlab所有的函数，在m文件较大、用matcom、调用math library或使用mcc方式无法实现的时候，推荐使用。需要说明的是，以上程序拷到另一台机器上是无法直接运行的，因为COM组件没有新机器上注册，如果要在另一台机器上使用的话，还需要打包安装COM组件 COM组件方式的评述E N DE N D