VC++與Matlab混合編程之引擎操做詳解

Visual C++是當前主流的應用程序開發環境之一，開發環境強大，開發的程序執行速度快。但在科學計算方面函數庫顯得不夠豐富、讀取、顯示數據圖形不方便。Matlab是一款將數值分析、矩陣計算、信號處理和圖形顯示結合在一塊兒，包含大量高度集成的函數可供調用，適合科學研究、工程設計等衆多學科領域使用的一種簡潔、高效的編程工具。不過因爲Matlab使用的是解釋性語言，大大限制了它的執行速度和應用場合。基於VC和Matlab混合編程是不少熟悉VC++編程而又須要進行科學計算、數據仿真的科研人員經常使用的一種方式，其中最簡單也最直接的方法就是調用Matlab引擎。本文如下部分將詳細介紹經過VC++6.0調用Matlab6.5引擎來達到VC++與Matlab數據共享編程的方法。

1. 什麼是Matlab引擎

所謂Matlab引擎（engine），是指一組Matlab提供的接口函數，支持C/C++、Fortran等語言，經過這些接口函數，用戶能夠在其它編程環境中實現對Matlab的控制。能夠主要功能有：

★ 打開/關閉一個Matlab對話；

★ 向Matlab環境發送命令字符串；

★ 從Matlab環境中讀取數據；

★ 向Matlab環境中寫入數據。

與其它各類接口相比，引擎所提供的Matlab功能支持是最全面的。經過引擎方式，應用程序會打開一個新的Matlab進程，能夠控制它完成任何計算和繪圖操做。對全部的數據結構提供100%的支持。同時，引擎方式打開的Matlab進程會在任務欄顯示本身的圖標，打開該窗口，能夠觀察主程序經過engine方式控制Matlab運行的流程，並可在其中輸入任何Matlab命令。

實際上，經過引擎方式創建的對話，是將Matlab以ActiveX控件方式啓動的。在Matlab初次安裝時，會自動執行一次：

matlab /regserver

將本身在系統的控件庫中註冊。若是由於特殊緣由，沒法打開Matlab引擎，能夠在Dos命令提示符後執行上述命令，從新註冊。

2. 配置編譯器

要在VC中成功編譯Matlab引擎程序，必須包含引擎頭文件engine.h並引入Matlab對應的庫文件libmx.lib、libmat.lib、libeng.lib。具體的說，打開一個工程後，作以下設置（以VC6爲例）：

1) 經過菜單工程/選項，打開設置屬性頁，進入Directories頁面，在目錄下拉列表框中選擇Include files，添加路徑："C:\matlab\extern\include"（假定matlab安裝在C:\matlab目錄）。

2) 選擇Library files，添加路徑：C:\matlab\extern\lib\win32\microsoft\msvc60。

3) 經過菜單工程/設置，打開工程設置屬性頁，進入Link頁面，在Object/library modules編輯框中，添加文件名libmx.lib libmat.lib libeng.lib。

以上步驟1)、2)只需設置一次，而步驟3)對每一個工程都要單獨設定，對於其它C++編譯器如Borland C++ builder，設置大致相同，再也不贅述。

3. 引擎API詳解

在調用Matlab引擎以前，首先應在相關文件中加入一行：#include "enging.h"，該文件包含了引擎API函數的說明和所需數據結構的定義。能夠在VC中調用的引擎函數分別以下：

3.1 引擎的打開和關閉

engOpen－打開Matlab engine

函數聲明：

Engine *engOpen(const char *startcmd);

參數startcmd是用來啓動Matlab引擎的字符串參數，在Windows操做系統中只能爲NULL。

函數返回值是一個Engine類型的指針，它是在engine.h中定義的engine數據結構。

EngClose－關閉Matlab 引擎

函數聲明：

int engClose(Engine *ep);

參數ep表明要被關閉的引擎指針。

函數返回值爲0表示關閉成功，返回1表示發生錯誤。

例如，一般用來打開/關閉Matlab引擎的代碼以下：

Engine *ep; //定義Matlab引擎指針。 if (!(ep=engOpen(NULL))) //測試是否啓動Matlab引擎成功。 { MessageBox("Can't start Matlab engine!" ); exit(1); } . ………… engClose(ep); //關閉Matlab引擎。

3.2 向Matlab發送命令字符串

engEvalString－發送命令讓Matlab執行。

函數聲明：

int engEvalString(Engine *ep, Const char *string);

參數ep爲函數engOpen返回的引擎指針，字符串string爲要matlab執行的命令。

函數返回值爲0表示成功執行，返回1說明執行失敗（如命令不能被Matlab正確解釋或Matlab引擎已經關閉了）。

3.3 獲取Matlab命令窗口的輸出

要在VC中得到函數engEvalString發送的命令字符串被Matlab執行後在matlab窗口中的輸出，能夠調用engOUtputBuffer函數。

函數聲明：

int engOutputBuffer(Engine *ep, char *p, int n);

參數ep爲Matlab引擎指針，p爲用來保存輸出結構的緩衝區，n爲最大保存的字符個數，一般就是緩衝區p的大小。該函數執行後，接下來的engEvalString函數所引發的命令行輸出結果會在緩衝區p中保存。若是要中止保存，只需調用代碼：engOutputBuffer(ep, NULL, 0)。

3.4 讀寫Matlab數據

3.4.1從Matlab引擎工做空間中獲取變量。

mxArray *engGetVariable(Engine *ep, const char *name);

參數ep爲打開的Matlab引擎指針，name爲以字符串形式指定的數組名。

函數返回值是指向name數組的指針，類型爲mxArray*（mxArray數據類型在本文第4節詳細簡介）。

3.4.2 向Matlab引擎工做空間寫入變量。

int engPutVariable(Engine *ep, const char *name, const mxArray *mp);

參數ep爲打開的Matlab引擎指針，mp爲指向被寫入變量的指針，name爲變量寫入後在Matlab引擎工做空間中的變量名。
函數返回值爲0表示寫入變量成功，返回值爲1表示發生錯誤。

3.5 調用引擎時顯示/隱藏Matlab主窗口

默認狀況下，以engine方式調用Matlab的時候，會打開Matlab主窗口，可在其中隨意操做。但有時也會干擾應用程序的運行，可用如下設置是否顯示該窗口。

int engSetVisible(Engine *ep, bool value);

參數ep爲打開的Matlab引擎指針，value爲是否顯示的標誌，取值true（或1）表示顯示Matlab窗口，取值false（或0）表示隱藏Matlab窗口。

函數返回值爲0表示設置成功，爲1表示有錯誤發生。

要得到當前Matlab窗口的顯示/隱藏狀況，能夠調用函數：

int engGetVisible(Engine *ep, bool *value);

參數ep爲打開的Matlab引擎指針，Value爲用來保存顯示/隱藏狀況的變量（採用指針方式傳遞）。

函數返回值爲0表示獲取成功，爲1表示有錯誤發生。