5第五章+VC与matlab接口

常用数学软件选讲2VC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(GraphicUserInterface),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。3VC与Matlab接口编程MatlabEngine方式MatlabC\C++函数库(7.0后不建议使用，略)Matlab自带的MatlabCompilerMatcom技术COM组件接口方法(VisualC++6.0Matlab6.5)4MatlabEngine方式MatlabEngine是指一组Matlab提供的接口函数,支持C语言,MatlabEngine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MatlabEngine传递命令和数据信息,从MatlabEngine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MatlabEngine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。5Matlab自带的MatlabCompilerMatlabCompiler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matlabR12.1为止，MatlabCompiler的m程序转换成C/C++代码功能有很多限制：1.不能转换脚本m文件，只能转换m函数；2.不能使用matlab对象；3.不能用input或者eval操作matlab空间变量；4.不能动态地命名变量，然后用load或者save命令来操作；5.不能处理具有嵌套调用其他m文件的m文件；6.不能使用MATLAB内联函数；61、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7mbuild-setup892、设置头文件和库文件的路径，配置完成如图1和图2103、在MATLAB打开文本编辑器(File-New-M-file)写一个简单的m函数：functiony=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-Wlibhg:dlltest-Tlink:lib-hlibmmfile.mlibhuatu_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-AddToProject-Files选择拷贝到当前目录下的三个文件，将文件引入工程。116、在ceshiDlg.cpp文件中添加头文件dlltest.h#includedlltest.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：externmxArray*mlfHuatu_test(void);externvoiddlltestInitialize(void);externvoiddlltestTerminate(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：voidCCeshiDlg::OnButton1(){dlltestInitialize();mlfHuatu_test();dlltestTerminate();}12编译、执行程序，点击结果如图13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-Bsglmyfun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-Bsglcppmyfun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)14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=[-1.512;423;-328]%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-mgjfcz.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。15Matcom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：1.转换过程简单(由matcom工具自动实现)，容易实现；2.可以方便的生成动态链接库文件(dll)和可执行文件(exe)；3.不仅可以转换独立的脚本文件，也可以转换嵌套脚本文件；4.设置环境后，可以使用Matlab的工具箱函数；但matcom也有以下不足：1.对struct等类的支持有缺陷，对class数据类型；2.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；16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简介17Matcom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。18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、变量列表窗口、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19Matcom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）20m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。212、在VC中用MFCWizard(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voidCExamleDlg::OnButton1()下224、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235、在ExamleDlg.cpp中加入如下代码：#includematlib.h#includeTest1.h6、在voidCExamleDlg::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()”24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。25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。261．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273.在matcom命令窗口中运行该函数284．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296．在Example2dlg.cpp中添加头文件：#includematlib.h#includehuatu.h307．为工程建立界面：添加一个Button按扭控件；添加四个Editbox控件，用于显示数据；添加五个Statictext控件，四个显示文字，一个显示图形，将显示图形的Statictext的ID设置为ID_PIC。其他所有控件属性保持默认318．按Ctrl+W为控件添加变量。329．为Button1按钮添加响应代码。3310．运行程序，输入左端点和右端点，点击”画图”按钮，结果如图34注：如果在编译中出现下列错误：fa