MATLAB调用C/C++

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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。
) j$ M8 o& f1 b" N
) ?* f/ w- h/ n! {5 v3 G( 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。
* D# h; \1 N/ g% `! l
& x; c' L1 a0 dMEX文件的源代码组成：
. s4 X" a5 _" H) }: N! }9 a8 I
: H; ^3 z8 I, y2 J1 ?% @9 G(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。
# ]2 |  y, O9 w9 q, J# R
: N7 v  S5 b& O  n2 }" H  W* _(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
  x" \' e8 B& v! q1 w' G: _5 ]
void mexFunction(int nlhs,mxArray*plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])；

+ Y  }, O- Q! B3 q% R+ T4 u7 z& Rnrhs(left hand side): 输入参数的个数；

4 n1 r- }* h* q4 A2 q" f, ~  q4 v! Mprhs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）。
( c* n! i, e+ m' Z
. J! I3 u# Q; a1 i  l4 Q1 j5 inlhs, plhs含义类似。

! [* x2 p) f8 j- z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])。

实例:
: U3 ?( i7 m& ]- B" D$ x& i
C语言函数，按照上述方式建立。
# a9 w: l: e: \  ^/ s6 Z0 T
C

0 ~( M: G$ k2 q$ m2 \0 s0 Z) F#include "mex.h"   
7 B1 f- b5 w# \" ~. G1 U8 ldouble add(double x, double y)  
" }, V$ i4 |; q5 N; t, i{  
2 A0 }* c% V) m5 U: b! q7 E7 O# x    return x + y;  
}   
( _& R; n+ Z8 z+ ?2 E$ [! Fvoid mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[])  
{  
; ]- A: w1 S' ^    double * a;  
4 w# P$ j+ a0 G! p, W* P8 v    double b, c;  
) S+ ?, b$ k" @& n    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);  
7 E8 H1 p3 H6 _7 t2 m# U: @    a = mxGetPr(plhs[0]);  
    b = *(mxGetPr(prhs[0]));  
( D$ p/ V9 @' D1 M8 v    c = *(mxGetPr(prhs[1]));  
2 ^! T( k. L' k( @9 h) f$ A    *a = add(b, c);  
}
% [" e3 E; S6 Y: p; s' t/ A9 Y% `1
( v3 X8 o5 }, h2
3
4
5
6
$ y8 C4 O4 l9 p" D7 y+ G7
8 q$ I3 I2 X$ g3 s+ v( H* G" q8
# S; \4 ~0 r* o  _! v% V/ w! W! a5 K9
10
11
12
13
14
15
5 Q8 E; Y+ d& M% }, D#include "mex.h"   
9 W; C7 e! A: N! r, kdouble add(double x, double y)  
4 m9 Q. `$ v* v{  
    return x + y;  
: i( i% ]# m* F1 s- s}   
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[])  
{  
    double * a;  
    double b, c;  
    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);  
) C5 Q* J% F% d1 v+ X    a = mxGetPr(plhs[0]);  
; X& ?8 |  q. `" c    b = *(mxGetPr(prhs[0]));  
* |* t2 m& N% U, X    c = *(mxGetPr(prhs[1]));  
) m* Y& y7 ^, W; s/ s    *a = add(b, c);  
}
接着，在MATLAB控制台输入：
6 e8 z% V- l6 c- n6 A8 C
MATLAB
$ `( U4 H! w" K9 r  M0 a, E
mex add.c
1
4 {. f, m$ i7 I0 ]; m: Z& bmex add.c
$ G* K% P8 l$ T1 f( T格式：mex C文件.c
5 W% Y% b" F7 g* I) ~0 W
6 m6 c0 M$ \5 B4 A这时，路径目录下出现：
7 }: h- b3 t/ d  ?  m0 C$ k
最后在MATLAB控制台调用add函数即可。

5 D- o+ E7 u6 ^5 {add(2,3)

" ^1 L# l' x  R) x- D- m当然这个简单的函数不能体现C语言的快。
4 S4 j& O  Y7 m( M" _- A+ |; g) m/ M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。

CCxiaom

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