基於VS2008和Matlab R2010b版本的混合編程的實現

衆所周知Matlab的強大運算能力讓各類工程軟件望而卻步，而VC程序的友好界面又讓人愛不釋手，若是可以讓二者的優點結合起來的話，勢必能讓程序員歡欣鼓舞。還好MathWorks已經爲咱們想到了，基本上如今市面上主流的Matlab版本均可以支持VC和Matlab的混合編程。可是目前網上資料基本上都是基於Matlab 6.0和VC 6.0的，和新版本的實現方法有所不一樣，所以筆者經過不斷的嘗試和研究，終於調試通了基於VS2008和Matlab R2010b的混合編程。

爲了更加直觀的說明如何實現混合編程，筆者寫了一個簡單的程序做爲測試。先在Matlab裏面寫一個M文件，代碼以下：

function b = MyFunc(a)

b = a.*a;

將M文件保存爲MyFunc.m，保存在F:/test文件夾中。而後在Matlab主窗口中將當前文件夾改成F:/test：

cd F:/test;

爲了可以讓VC調用Matlab程序，咱們能夠採用將Matlab程序包裝成動態連接文件DLL的形式，而後讓VC調用動態連接文件，所以在Matlab中，咱們須要設置一下Matlab的編譯庫，在Matlab主窗口中鍵入以下代碼：

mbuild –setup

而後出現

Please choose your compiler for building standalone MATLAB applications:

Would you like mbuild to locate installed compilers [y]/n?

鍵入y後回車，出現

Select a compiler:

[1] Lcc-win32 C 2.4.1 in D:\PROGRA~1\MATLAB\R2010b\sys\lcc

[2] Microsoft Visual C++ 2008 SP1 in D:\Program Files\Microsoft Visual Studio 9.0

 

[0] None

 

Compiler:

因爲咱們是須要用VC來調用Matlab函數，所以咱們選擇2，回車，出現

Please verify your choices:

 

Compiler: Microsoft Visual C++ 2008 SP1 

Location: D:\Program Files\Microsoft Visual Studio 9.0

 

Are these correct [y]/n?

肯定，鍵入y後回車，出現

****************************************************************************

  Warning: Applications/components generated using Microsoft Visual Studio  

           2008 require that the Microsoft Visual Studio 2008 run-time       

           libraries be available on the computer used for deployment.      

           To redistribute your applications/components, be sure that the   

           deployment machine has these run-time libraries.                 

****************************************************************************

Trying to update options file: C:\Users\張智宇\AppData\Roaming\MathWorks\MATLAB\R2010b\compopts.bat

From template:              D:\PROGRA~1\MATLAB\R2010b\bin\win32\mbuildopts\msvc90compp.bat

 

Done . . .

若是出現以上說明，則證實Matlab編譯器設置成功了。接下來是生成M文件的DLL文件。

在Matlab主窗口中鍵入以下代碼

mmc –W cpplib:MyDLL –T link:lib MyFunc.m –C

其中cpplib:後面的是須要生成文件的文件名，是本身取的，link:lib後面的MyFunc.m是轉換爲DLL的M文件的文件名。 -W/-T/-C是參數，具體含義能夠經過mcc –help命令查看，注意參數的大小寫。

Matlab編譯後會在Test文件夾下生成9個文件，分別是：

mccEcxludedFiles.log

MyDLL.cpp

MyDLL.ctf

MyDLL.dll

MyDLL.exp

MyDLL.exports

MyDLL.h

MyDLL.lib

readme.txt

其中MyDLL.dll，MyDLL.lib，MyDLL.ctf，MyDLL.h是咱們須要的文件，至此，Matlab方面就已經設置穩當了。

打開VC2008，新建一個工程，而後將上述四個文件複製到工程目錄下。選擇「工具-選項-項目和解決方案-VC++目錄」，在「顯示如下內容目錄」裏選擇「包含文件」將「D:\Program Files\MATLAB\R2010b\extern\include」添加進去，而後選擇「庫文件」將「D:\Program Files\MATLAB\R2010b\extern\lib\win32\microsoft」添加進去，其中D:\Program Files是Matlab的安裝目錄，可根據實際狀況進行修改。

而後選擇「項目-屬性-配置屬性-連接器-輸入」，在右邊「附加依賴項」一欄填入「myDLL.lib mclmcrrt.lib」，其中MyDLL.lib就是剛剛用Matlab生成的lib文件。

在編寫代碼時首先得包含頭文件「MyDLL.h」，而後開始編寫須要的代碼，我爲了說明問題編寫了一個測試代碼以下所示：

{

MyDLLInitialize();                            //初始化DLL動態鏈接文件

 

double _x[5] = {1,2,3,4,5};                //輸入數組

double _y[5];                             //輸出數組

 

mxArray* x = mxCreateDoubleMatrix(1, 5, mxREAL);     //建立1*5矩陣

memcpy(mxGetPr(x), (void*)_x, sizeof(_x));           //拷貝輸入數據

   

mxArray *input[1] = {x};                               //將矩陣x的指針做爲輸入參數傳遞進去

mxArray *output[1];                                    //定義輸出參數指針

 

mlxMyFunc(1,output,1,input);                       //調用m函數

mxArray *y;                                        //定義輸出結果指針

y = output[0];                                     //將輸出參數傳遞給輸出結果

memcpy(_y, mxGetPr(y), sizeof(_y));                //拷貝輸出數據

 

MyDLLTerminate();                    //結束DLL庫

 

//顯示數組中的數據

CString str;

str.Format("%f %f %f %f %f",_y[0],_y[1],_y[2],_y[3],_y[4]);

 

MessageBox(str);

}

其中MyDLLInitialize()，mlxMyFunc()，MyDLLTerminate()等函數能夠在MyDLL.h中找到函數原型，mlxMyFunc函數原型爲：

mlxMyFunc(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, mxArray *prhs[])

nlhs表明輸出參數個數，plhs[]裏面存放的是輸出參數的指針，nrhs表明輸入參數個數，prhs[]中存放的是輸入參數的指針。上例中因爲輸入輸出參數只有一個，所以在plhs[0]中存放的就是M文件中b的指針，prhs[0]中存放的就是M文件中a的指針。

編譯運行以後就能夠在彈出的消息框中獲得所要的結果。將項目文件夾下生成的可執行文件複製出來，將MyDLL.dll文件、MyDLL.ctf文件和.exe文件放在同一目錄下即可脫離VC++獨立運行。若是須要在其餘未裝Matlab的機器上運行，則還須要將「D:\Program Files\MATLAB\R2010b\toolbox\compiler\deploy\win32」中的MCRInstaller.exe複製出來，在未安裝Matlab的電腦上運行此程序，纔可以使得剛剛生成的可執行文件順利運行。

以上程序在Windows 7 家庭普通版 + Visual Studio 2008 專業版 SP1 + Matlab R2010b下編譯運行經過。