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标题: MATLAB调用C/C++ [打印本页]
作者: thinkfunny    时间: 2020-9-22 13:45
标题: MATLAB调用C/C++
0 q2 i  W  s7 U9 [
Matlab是矩阵语言，如果运算可以用矩阵实现，其运算速度非常快。但若运算中涉及到大量循环，Matlab的速度令人难以忍受的。当必须使用for循环且找不到对应的矩阵运算来等效时，可以将耗时长的函数用C语言实现，并编译成Mex文件，Matlab便可以像调用内建函数一样调用C编写的函数。Mex文件其实是一种动态链接库，旧版本Matlab可以直接调用.dll，新版本要调用.mexw32或.mexw64文件。' p0 I3 O7 [- Q( ]' A
/ V- e  i' J5 S4 a# p
编译过程需要C语言编译器，在Matlab中键入mex –setup进行安装与配置。1 z6 X- m# n0 S) b9 R* z+ A
. C! Y. C  W3 g0 @" K) W1 {# l  G+ ?
MEX文件的源代码组成：  i& s# M* |+ c( E
1 J0 U1 K3 I! ?
(1)功能子程序。该过程包含了Mex文件实现计算功能的代码，是标准的C语言子程序。9 Y5 D( A: T- S6 l9 ~

- q3 m: {5 C0 V4 N2 F; P  c5 w+ v(2)入口子程序。该过程提供功能子程序与Matlab之间的接口，以mexFunction函数实现。注意，入口过程的名称必须是mexFunction，并且包含四个参数，即
% {$ z. b7 ?+ N: C& B$ ]3 p9 F) J+ }+ R
void mexFunction(int nlhs,mxArray*plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])；5 T5 }2 f+ n* e# D; ^

4 q1 z( l: ^; E4 ]: `nrhs(left hand side): 输入参数的个数；
1 Q3 _  X0 `8 v0 ~8 F2 a/ ?$ R. U, k. R
prhs是一个输入数组，其内容为指针，指向mxArray类型的数据（MATLAB中所有数据都是以矩阵的形式mxArray保存的）。
) i) P8 A. ?, G& s: @; [% R8 s4 V% D) s
nlhs, plhs含义类似。" P, A" v( l* L! I$ r% W: `

- y( M, R+ A: j* ]具体地，若在Matlab中执行[a,b]=test(c,d,e) ，则nlhs=2, nrhs=3，prhs[0]指向c，prhs[1]指向d，prhs[2]指向e(可以理解为：prhs[0]=&c, prhs[1]=&d, prhs[2]=&e)，注意prhs是const指针数组，故不能改变其指向内容；函数返回时将plhs[0]，plhs[1]指向的内容赋给a，b(可以理解为a=*plhs[0]， b=*plhs[1])。
* n% W6 S) A; ^4 h" _
) w; H0 C  `5 L实例:# e! {& @8 T. ?; p3 ^
; w6 y2 M; h6 ?0 l) I9 D
C语言函数，按照上述方式建立。
' z1 A, A: O: i$ y- x( z5 Q( e
. `4 l0 j+ T1 d8 NC
) Y% M: U1 D* }) Y- X: a- _' S# c& f
#include "mex.h"   
/ p; K3 h9 [* H0 Y4 `' Vdouble add(double x, double y)  
+ Z% A. ~" C& R{  
! G8 B+ e) R; }5 i, J( `    return x + y;  
* C# \4 |& k2 z& m: v}   
$ R! ~. l# G- T( J/ ~void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[])  # |$ C; L- W: x8 v2 G
{  
# @7 t9 ]; _& J; A    double * a;  4 ~& r  C* m4 U6 I+ \
    double b, c;  & T2 T; g5 u+ b# C6 D+ k, `
    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);  
2 q  \6 K  @% {8 R  \% l    a = mxGetPr(plhs[0]);    `. j6 G& m; H* t
    b = *(mxGetPr(prhs[0]));  & g0 r5 f0 }8 U8 F; R+ e+ M
    c = *(mxGetPr(prhs[1]));  - P) d5 Q. y# ?
    *a = add(b, c);  3 F' V/ \0 T/ |6 b
}
. |/ H* @  F) R/ x/ u1
6 F% u, G5 _2 b: j8 |2. Z7 Y2 a; |% U& V
3
) O. o( k3 x1 ?, I4* ~; ?! B  |% k5 a
5) {/ z* x! q4 m  k/ b4 B: i
6
2 G6 p) F% d% q5 E. l1 I! p* K7
. d& u0 b  s! c7 v+ D, x0 V' \8. s. _4 p; o1 Z5 S
9. r5 U% h* M5 O- l4 Z4 g  c
10
) X: o  B# k  v* L: U, D: |; k11& P( s/ w; A7 ~/ u% J( \- F& [+ W
123 K* f- D  o" J) Z# c
13
& b& g$ n* L4 y+ \14
  c6 s9 G9 j" y7 \) L; c& m) B15
$ P! K( a" V0 i6 y& }) ~7 ^$ _#include "mex.h"    $ V' j1 T: x" n* m9 w/ p4 @
double add(double x, double y)  " {# \: C' L" a6 m0 N
{  , l/ k$ j" L' X1 V4 D1 U. S; Q
    return x + y;  
- C1 e9 T1 t4 Z0 |}   ' F% _$ e- t. t+ M
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[])  ) C4 G2 N' o, }
{  
) |0 w0 O+ X, x8 T/ }    double * a;  , R! B! t& O7 S& J' k
    double b, c;  ( s( j- S9 _% w4 r* I9 k
    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);  1 G# _) Q, b2 ?  \8 T4 [
    a = mxGetPr(plhs[0]);  
$ i7 R" r/ Q+ R! I% y; A5 m    b = *(mxGetPr(prhs[0]));  
' f# o& h+ n* i3 U: y    c = *(mxGetPr(prhs[1]));  # ^- }" j( \( N4 Z9 a
    *a = add(b, c);  
* [, e" V3 F& ?) e}
5 p% f6 W  l0 P接着，在MATLAB控制台输入：
  k0 X0 t8 v/ E) a- m, p  N6 t& b* ~; E; a- O% A- P* ~
MATLAB
; v: d9 B- [9 Q
% c' ?3 X, B# I" S3 Q+ g! j- v3 emex add.c. ^3 p; |$ B! ^4 |2 e
1
' }+ g3 }+ ^' B4 H* i1 zmex add.c7 c6 Q' A* N. U* Y
格式：mex C文件.c
& ]) I  r3 Y. _3 A5 ^) x2 c, P. H2 w1 p8 C* L
这时，路径目录下出现：  J0 j/ I4 b9 s  t. A. _
; O7 k5 |( {3 E# z& e
最后在MATLAB控制台调用add函数即可。1 M( m+ P$ S3 d" s1 C

( Q* M4 B( y" H. d5 }add(2,3): y7 L( V- J# J# K# b

3 I8 U+ Q" M4 v# T- g, w. S当然这个简单的函数不能体现C语言的快。
& ^* M4 r- y4 c9 _- G+ p当有for循环或者大的计算函数时，调用C语言效率就会变得很高。
作者: CCxiaom    时间: 2020-9-22 14:43
MATLAB调用C/C++



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