Matlab與C/C++混合編程接口及應(yīng)用

2.2 調(diào)用C/C++動(dòng)態(tài)連接庫(kù)

Matlab 提供對(duì)動(dòng)態(tài)連接庫(kù)DLL 文件的接口[7]。利用該接口，可在Matlab 中調(diào)用動(dòng)態(tài)連 接庫(kù)導(dǎo)出的函數(shù)。Matlab 對(duì)DLL 的接口支持各種語(yǔ)言編寫的DLL 文件。在調(diào)用DLL 文件之 前，需要準(zhǔn)備函數(shù)定義的頭文件。對(duì)于C/C++語(yǔ)言開發(fā)的DLL 文件，可使用源程序中相應(yīng)的 頭文件；而對(duì)于其他語(yǔ)言開發(fā)的DLL，則要手工準(zhǔn)備等效的C 語(yǔ)言函數(shù)定義頭文件。

在Matlab 中利用動(dòng)態(tài)連接庫(kù)接口技術(shù)通常需要完成以下4 個(gè)步驟：

(1)打開動(dòng)態(tài)連接庫(kù)文件；(2)為調(diào)用函數(shù)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)；(3)調(diào)用動(dòng)態(tài)連接庫(kù)文件中導(dǎo)出的 函數(shù)；(4)關(guān)閉動(dòng)態(tài)連接庫(kù)文件。

為了實(shí)現(xiàn)以上步驟，用到的Matlab 函數(shù)有：loadlibrary,loadlibrary,calllib, libfunctions,lipointer,libstruct,libisloaded。下面舉例說(shuō)明Matlab 調(diào)用C/C++動(dòng)態(tài) 連接庫(kù)的方法和步驟：

a.在VC 環(huán)境下，新建工程->win32 動(dòng)態(tài)連接庫(kù)->工程名Test1->empty 工程->完成；

b.新建->C++源文件->添加a.cpp,內(nèi)容為: #include a.h

_declspec(dllexport) int add(int a, int b) { return a+b; }

c.新建->C/C++頭文件->添加a.h，內(nèi)容為： _declspec(dllexport) int add(int a,intb);然后編譯生成Test1.dll 動(dòng)態(tài)連接庫(kù)文件，將Test1.dll 和a.h 拷到Matlab 工作目錄下。

d.在Matlab 命令行下，調(diào)用Test.dll：>>loadlibrary(‘Test1’,’a.h’); >>x=7;

>>y=8; >>calllib(‘Test1’,‘add’,x,y); Ans=15 >>unloadlibrary(‘Test1’).

調(diào)用DLL 動(dòng)態(tài)連接庫(kù)的方法，為Matlab 重用工程實(shí)踐中積累的大量實(shí)用C/C++代碼提供了一種簡(jiǎn)潔方便的方法。與調(diào)用MEX 文件相比，該方法更加簡(jiǎn)便實(shí)用。

3 C/C++調(diào)用Matlab

在工程實(shí)踐中，C/C++調(diào)用Matlab 的方法主要有調(diào)用Matlab 計(jì)算引擎、包含m 文件轉(zhuǎn) 換的C/C++文件，以及調(diào)用m 文件生成的DLL 文件。

3.1 利用Matlab 計(jì)算引擎

Matlab 的引擎庫(kù)為用戶提供了一些接口函數(shù)，利用這些接口函數(shù)，用戶在自己的程序 中以計(jì)算引擎方式調(diào)用Matlab 文件。該方法采用客戶機(jī)/服務(wù)器的方式，利用Matlab 引擎 將Matlab 和C/C++聯(lián)系起來(lái)。在實(shí)際應(yīng)用中，C/C++程序?yàn)榭蛻魴C(jī)，Matlab 作為本地服務(wù)器。

C/C++程序向Matlab 計(jì)算引擎?zhèn)鬟f命令和數(shù)據(jù)信息，并從Matlab 計(jì)算引擎接收數(shù)據(jù)信息[2]。

Matlab 提供了以下幾個(gè)C 語(yǔ)言計(jì)算引擎訪問(wèn)函數(shù)供用戶使用[8]：engOpen，engClose， engGetVariable，engPutVariable，engEvalString，engOutputBuffer，engOpenSingleUse， engGetVisible，engSetVisible。

下面以C 語(yǔ)言編寫的、調(diào)用Matlab 引擎計(jì)算方程x3 ?2x+5=0根的源程序example2.c 為 例，說(shuō)明C/C++調(diào)用Matlab 計(jì)算引擎編程的原理和步驟：

#include windows.h> #include stdlib.h>

#include stdio.h> #include engine.h

int PASCAL WinMain (HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance,

LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow)

{ Engine *ep; mxArray *P=NULL,*r=NULL;

char buffer[301]; double poly[4]={1,0,-2,5};

if (!(ep=engOpen(NULL)))

{fprintf(stderr,nCan't start MATLAB enginen); return EXIT_FAILURE;}

P=mxCreateDoubleMatrix(1,4,mxREAL); mxSetClassName(P,p);

memcpy((char *)mxGetPr(P),(char *)poly, 4*sizeof(double));

engPutVariable(ep,P); engOutputBuffer(ep,buffer,300);

engEvalString(ep,disp(['多項(xiàng)式',poly2str(p,'x'),'的根']),r=roots(p));

MESSageBox(NULL,buffer,example2 展示MATLAB 引擎的應(yīng)用,MB_OK);

engClose(ep); mxDestroyArray(P); return EXIT_SUCCESS; }