matlab和c++混合编程

2024-06-30 14:50| 来源: 网络整理| 查看: 265

最近的项目需要matlab和C的混合编程，经过一番努力终于完成了项目要解决的问题。现在就将Mex的一些经验总结一下，当然只是刚刚开始，以后随着学习的深入继续添加。首先讲讲写Mex的一些常规规定，然后我们会重点关注混合编程中最难解决数据的问题--结构到底如何转换，并且后面会重点说一下自己的程序。

一、Mex的结构

先看一个简单的程序（该程序保存在matlab主目录下名字是mexDemon.cpp，或者在主目录下新建一个.cpp文件)：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 #include "mex.h" //项目---右键属性---c/c++---常规---附加包含目录---添加“D:\programs installing\matlab2016\extern\include”，将mex.h包含进去。 //加入头文件，该头文件在VS2010中无法include，但是不影响其在matlab中的编译，反而在matlab编译还需要include它 #include using namespace std; void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]) //mexFunction就类似于main函数 { //nlhs代表的是输出参数的个数 //plhs是一个指针数组，里面的指针指向mxArray类型，每一个指针指向一个输出 //nrhs代表的是输入参数的个数 //prhs是一个指针数组，里面的指针指向mxArray类型，每一个指针指向一个输入　　vector array2d; double *z; plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix( 5, 6, mxREAL); //第一个输出是一个5*6的矩阵 z = mxGetPr(plhs[0]); //获得矩阵的第一个元素的指针 array2d.resize(5); int ii = 0; for ( int i = 0; i < 5; i++){ for ( int j = 0; j < 6; j++){ z[i*6 + j] = ii; //指针访问矩阵是列优先的，请自己循环程序和分析输出结果 ii++; } } } /* *ans = 0 5 10 15 20 25 1 6 11 16 21 26 2 7 12 17 22 27 3 8 13 18 23 28 4 9 14 19 24 29 */

然后对Matlab编译应用程序mex的编译器进行设置，在命令窗口输入 Mex –setup。然后跟着步骤走选择合适的编译器即可。

设置完编译器之后在命令窗口输入Mex mexDemon.cpp 进行编译生成.mexw64文件，生成之后便可以直接调用了，例如本例子可以这样调用，就是直接在命令窗口输入 a = mexDemon(); 返回值如上。

二、C和Matlab的数据结构的转换

（1）数值的传递

matlab -> c++

1 x = mxGetScalar(prhs[0]); //该函数获取matlab传递过来的数值；

c++ -> matlab

plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1,1,mxREAL);//创建返回的矩阵，范围plhs[0]为mxArray类型 y = mxGetPr(plhs[0]);//获取返回plhs[0]的数据地址，其后可以修改y的值就可以返回了

一个实例（numDemon.cpp)：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 #include "mex.h" void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]){ int x = mxGetScalar(prhs[0]); //将第一个输入参数转为Scalar标量，也就是单数值 printf ( "%d\n" , x); //打印 double *y; plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1,1,mxREAL); //让第一个输出参数指向一个1*1的矩阵 y = mxGetPr(plhs[0]); //获得矩阵的第一个元素的指针 *y = 10; //将其赋值为10 }

如下图在命令窗口编译：

(2)矩阵的传入与传出

关于传出（c++到Matlab, 就是第一个例子），下面可以再给一个例子是如何从matlab传入到c++，看下面这段代码：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 #include "mex.h" void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]){ double *dataCursor; vector parms; dataCursor = mxGetPr(prhs[0]); //得到输入矩阵的第一个元素的指针 int mrows = mxGetM(prhs[0]); //获得矩阵的行 int ncols = mxGetN(prhs[0]); //获得矩阵的列 printf ( "%d_%d\n" , mrows, ncols); //打印行和列 parms.resize(mrows); //初始化 for ( int i = 0; i < mrows; i++){ parms[i].resize(ncols); } for ( int i = 0; i < mrows; i++){ for ( int j = 0; j < ncols; j++){ parms[i][j] = dataCursor[j * mrows + i]; //拷贝矩阵的元素到vector of vector } } }

同样在命令窗口编译即可。

（3）字符串的传入与传出

matlab -> c++ （传入）

1 2 char *input_buf; input_buf = mxArrayToString(prhs[0]); //使用mxArrayToString将mxArray转换为c、c++字符串

c++ -> matlab （传出）

1 2 3 4 5 char *output_buf; //定义字符串缓存 size_t buflen = (mxGetM(prhs[0]) * mxGetN(prhs[0])) + 1; //获取字符串长度，mxGetM获取行数，mxGetN获取列数 output_buf=mxCalloc(buflen, sizeof ( char )); //使用mxCalloc分配输出字符串数组 plhs[0] = mxCreateString(output_buf); //使用mxCreateString创建mxArray输出 mxfree(output_buf);

一个实例（strDemon.cpp)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 #include "mex.h" void revord( char *input_buf, size_t buflen, char *output_buf) { mwSize i; if (buflen == 0) return ; for (i=0;i mwSize cellNdim = mxGetNumberOfDimensions(prhs[0]); //这里介绍两个函数mxGetNumberOfDimensions和mxGetDimensions const int *cellColPtr = mxGetDimensions(prhs[0]); //mxGetDimensions: 就是返回一个指针ptr，每一个指针所指向的值是每一个维度的元素个数。例如有矩阵3*2的矩阵，那么*(ptr)为3，*（ptr+1)为2. //mxGetNumberOfDimensions: 返回mxArray的维度。　 int cellNRow = *(label_dims); int cellNCol = *(label_dims + 1); mxArray *ptr; ptr = mxGetCell(prhs[0], 0); //获取cell的第0个元素，返回一个mxArray指针,第二个参数代表cell中元素的下标 mxArray *cellOfCell; cellOfCell = mxGetCell(ptr, 0); //当然cell里面可以还是cell，那么应该再样写 mxArray *cellOfStr; char *chTmp; cellOfStr = mxGetCell(prhs[0], 0); //当然cell里面可以是字符串 chTmp = mxArrayToString(cellOfStr); printf ( "%s\n" , chTmp); }

后面待补充结构体和cell数组的传出，暂时还没遇到这样的需求。再贴上几个参考网址：

1.Matlab 与 c c++混合编程（二）_sunanger_新浪博客

2.matlab与C的混合编程之入门_陌路人_新浪博客

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