📄 matlab 大观园 --- 程序下载.htm
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<P>〖举例〗分形问题：从初始点(x0,y0) 出发，按下面的公式生成新的点 (x1,y1)<BR><IMG height=104
src="MATLAB 大观园 --- 程序下载.files/ex4.gif" width=495 border=0><BR>其中<FONT
face=Symbol> g</FONT>i 为 (0,1) 区间均匀分布的随机数。要求从 (x1,y1) 再生成 (x2,y2),...，直至生成
1,000,000 个点(有点夸张，但太少了用 MATLAB 测时间不准)。可以下载用 MATLAB 的 <A
href="http://matlab.diy.myrice.com/MatProg/ex_code.m">M-函数写的程序</A>、用 <A
href="http://matlab.diy.myrice.com/MatProg/ex_code.c">Mex_C
写的程序</A>。程序调用语句为：<BR> >> N=1000000; v=rand(N,1); tic;
[x,y]=frac_tree(0,0,v,N); toc <BR> 然后测试一下速度，再想法用 MATCOM 或 MCC
转换一下，再试试速度。问题：MATCOM 程序到底比 M 函数快多少？我用 Mex_C 实现的速度可是快100多倍啊！下面有文章介绍，用
MATCOM＋VC 能平均快1.5倍 (在别的应用上)，依作者的观点，为了这区区 1.5 倍还不至于自己给自己找麻烦去用 MATCOM。
<P> 这样看，可能 MATLAB 到 C 转换唯一的好处就是它能开发具有自主版权的软件了。
所以本人一般不太赞同用这样的转换方法去开发程序，尤其不赞成刻意追求 MATLAB + C
的方式。本人认为：除非必要，一般别采用这样的方法。提出这样的观点，欢迎商榷。
<P> MATCOM 目前有 BC 和 VC 两个程序，<A
href="http://mathtools.top263.net/">MATLAB ＋ VC
之家</A>中收录了一些文章。作者见到有下载区有这样的软件。
<UL>
<LI>在这里给出一个<FONT size=3><A
href="http://home1.chinese.com/~matlab">下载区的链接</A></FONT> </LI></UL>
<TABLE borderColor=#ffffff width="103%" bgColor=#00ffff border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD width="100%">
<P align=center><FONT face=隶书 color=#000000 size=4><A
name=cbuilder></A>C++Builder 调用 Matlab
的实现方法</FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P align=center> 国防科技大学机电工程与仪器系 张云洲</P>
<P align=left>摘要：本文简要叙述了Matlab语言的优点，介绍了在用Borland
C++Builder语言开发的Windows应用程序中，调用matlab语言实现科学计算和图形绘制的方法。<BR><BR>关键词：C++Builder
Matlab调用 混合编程<BR><BR>1. 引言<BR><BR>
Matlab是一个高度集成的系统，集科学计算、图象处理、声音处理于一体，具有极高的编程效率。近年来，Matlab已经从最初的“矩阵实验室”，渗透到科学与工程计算的多个领域，在自动控制、信号处理、神经网络、模糊逻辑、小波分析等多个方向，都有着广泛的应用。<BR><BR>
Borland
C++Builder是一种新颖的可视化编程语言。在工程应用中，我们一般用C++Builder语言编写应用程序，实现交互界面、数据采集和端口操作等，但C++Builder在数值处理分析和算法工具等方面，其效率远远低于Matlab语言。在准确方便地绘制数据图形方面，Matlab语言更具有无可比拟的优势。此外，Matlab还提供功能强大的工具箱。但Matlab的缺点是不能实现端口操作和实时控制。因此，若能将两者结合运用，实现优势互补，将获得极大的效益。<BR><BR>
本文结合实际介绍了应用Borland C++Builder3.0开发的Windos应用程序中，对Matlab的调用方法。<BR><BR>2.
C++Builder调用Matlab的实现方案<BR><BR>2.1 实现思路<BR><BR> 在高版本的Maltab中（如Matlab
V4.2）提供了DDE接口，用户可以通过Windows的DDE通讯基制实现外部调用。这种实现方式比较简单，但将增大主程序代码，影响运行速度。<BR><BR>
在Windows系统中，DLL是一种很特别的可执行文件，可以被多个Windows应用程序同时访问，具有固定的共享数据段。该数据段的数据在DLL被Windows下载前会一直保留在内存中，因此可以通过DLL实现用户程序与Matlab之间的数据传输和函数调用。<BR><BR>
具体地说，就是利用Matlab的32位动态连接库（DLL），生成相应的可以被C++Builder调用的DLL，用来提供二者之间的基本支撑环境。只需在用户程序中加载该DLL，即可实现其数据段的共享。然后在用户程序中操作DLL数据段的数据，并通过某种方式在用户程序中使Matlab执行该DLL，就可实现用户程序对Matlab的调用。其形式可以是混合编程或函数调用，非常方便而高效。<BR><BR>2.2
实现方式<BR><BR>
Matlab提供了可外部连接的DLL文件，通过将其转换为相应的Lib文件，并加以必要的设置，就可以在C++Builder中直接进行Matlab函数调用，实现C++
Builder语言与Matlab语言的混合编程。<BR><BR>2.2.1 运行环境要求<BR><BR>
由于Matlab提供的是32位的DLL。其运行环境要求是Matlab
V4.2或更高版本。C++Builder可以进行32位编程，这里我们采用的是V3.0版本。<BR><BR>2.2.2
C++Builder下LIB文件的生成<BR><BR>
Matlab提供的Def文件允许用户通过Implib命令生成相应的Lib文件。其命令格式为：<BR><BR> Implib
???.lib ???.def<BR><BR> 在< matlab
>\extern\include目录下，提供了如下三个.Def文件：<BR><BR>
_libeng.def，_libmat.def，_libmx.def<BR><BR>
通过上述命令可以生成相应的三个Lib文件。这些Lib文件中包含了可外部调用的Matlab函数的必要信息。<BR><BR>3.
C++Builder调用Matlab实现计算和绘图<BR><BR>
为清楚起见，作者通过一个简单的CBuilder例程进行说明。该实例通过调用Matlab实现矩阵运算并绘制图形，来演示C++Builder对Matlab的调用。在C++Builder编辑环境中，建立一个新的窗体MyForm，并放置一个按钮Demo。将工程文件命名为Try.prj，其主函数为try.cpp。在主函数中，我们将使用一个实现Matlab调用的子函数DemoMatlab，作为按钮Demo的响应事件。其源代码如下：<BR><BR>#include
< vcl.h ><BR>#pragma hdrstop<BR><BR>#include "Unit1.h"<BR>#pragma
package(smart_init)<BR>#pragma resource "*.dfm"<BR>TMyForm
*MyForm;<BR><BR>__fastcall TMyForm::TMyForm(TComponent* Owner)<BR>:
TForm(Owner)<BR>{<BR>}<BR><BR>void __fastcall TMyForm::DemoClick(TObject
*Sender)<BR>{<BR>DemoMatlab(); //演示Matlab语言调用<BR>}<BR>----
为了调用Matlab中的函数，必须进行必要的设置，将包含这些函数的文件加入工程文件Try.prj。以下是操作过程：<BR><BR> a．
在头文件中加入Engine.h。其包含了启动Matlab调用和关闭的函数声明。<BR><BR> b．
打开Project|Option…对话框，点击Directories/Conditionals<BR><BR>在Include
Path中，加入目录路径< matlab
>\extern\include，该路径包含了engine.h和matlab.h等有用的头文件。<BR><BR>在Library
Path中，加入< matlab >\bin和< matlab
>\extern\include。这两个目录路径包含了可外部调用的DLL和LIB文件。<BR> c. 点选Project|Add
to Project…对话框，加入如下库文件：<BR><BR>
_libeng.lib，_libmat.lib和_libmx.lib。<BR><BR>
在进行了这些必要的设置之后，我们就可以选用适当的函数来实现目标。
以下是子函数DemoMatlab的程序代码。<BR><BR> void
DemoMatlab<BR>{<BR>Engine *eng; //定义Matlab引擎<BR>char buffer[200];
//定义数据缓冲区<BR>int array[6]={1,2,3,4,5,6};<BR>mxArray *S = NULL, *T =
NULL;<BR>engOpen(NULL); //打开MATLAB 引擎 ---①<BR><BR> S=
mxCreateDoubleMatrix(1,6, mxREAL);<BR>// 产生矩阵变量<BR>mxSetName(S,
"S");<BR> memcpy((char *) mxGetPr(S),<BR>(char *) array,
6*sizeof(int));<BR> engPutArray(eng, S);
//将变量X置入Matlab的工作空间<BR>engEvalString(eng, "T =
S/S.^2;");<BR>//计算<BR>engEvalString(eng, "plot(S, T);");<BR>//绘制图形<BR>……
……<BR>engOutputBuffer(eng, buffer,
200);<BR>//获取Matlab输出<BR> T = engGetArray(eng,
"T");<BR>//获得计算结果----②<BR><BR>
engClose(eng);<BR>//关闭Matlab引擎，结束调用<BR>
mxDestroyArray(S);<BR>//释放变量<BR>
mxDestroyArray(T);<BR> }<BR>
若还需要执行其它功能和任务，那么按照上面介绍的方法，进行变量声明后，在①、②处加写需要的语句既可。<BR><BR>
当然，使用这种方法调用Matlab不能脱离Matlab环境的支撑。但当我们不需要看到Matlab的命令窗口时，可将其赋予Swhide属性而加以隐藏。<BR><BR>4.
结语<BR><BR>
按照本文介绍的方法来实现C++Builder下应用程序对Matlab的调用，可以充分利用Matlab强大的科学计算功能和丰富的工具箱，而且具有混合编程、方便高效的优点。这是C++语言和其它高级语言所无法比拟的。按照本文的方法，我们还可以编写程序来最充分地利用Matlab的其它资源，开发满足自己需要的程序，更有效地完成我们的工作。</P>
<TABLE width="100%" bgColor=#00ffff border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD width="100%">
<P align=center><FONT face=隶书 color=#000000 size=4><A
name=vc_sig></A>VC++ 下如何利用 Matlab
工具箱进行数字信号处理</FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P align=center><BR>潘 卫 明 赵 敏 张 进 芳<BR>(南京航空航天大学 测试工程系 210016)
<P>摘要：本文详述了在Vc环境下如何利用Matlab工具箱进行数字信号处理，全文以Matlab工具箱中功率谱密度分析函数为例，介绍了通过Matlab自带的引擎、Matlab自身的编译器以及利用MathTools公司的Matcom进行对工具箱函数的调用。
<P>关键词：Matlab M-文件 引擎 编译器 Matcom Vc++</P>
<P align=justify>
Matlab的信号处理工具箱是信号算法文件的集合，它处理的基本对象是信号与系统，信号处理工具箱位于目录、Toolbox\Signal下，利用工具箱中的文件可以实现信号的变换、滤波、谱估计、滤波器设计等。在其它的环境如Vc下如果能调用Matlab工具箱中的文件，会大大地加快一些算法的实现，同时其可靠性也很高。</P>
<OL>
<LI>利用Matlab引擎
<P align=justify>
Matlab引擎采用客户和服务器计算方式，在运用中，Vc的C语言或C++语言的程序作为前端客户机，它向Matlab引擎传递命令和数据信息，并从Matlab引擎接收数据信息，它提供了下列几个函数：
engOpen, engGetArray, engPutArray, engEvaString,</P>
<P align=justify>engOutputBuffer ,engClose与客户机进行交互。</P>
<P align=justify>
下面例程是在Vc下建一个基于对话框的应用程序，在对话框中设置一个Button控件OnMatlabEngine.,在对话框
.cpp文件中加入”engine.h” 和“math.h” 头文件，下面给出部分程序清单。</P>Void
CtestmatlabDlg::OnMatlabEngine(){<BR>Engine *ep;<BR><FONT face=宋体
size=1></FONT>mxArray* T=NULL,*result=NULL,*mFs=NULL,*mnfft=
NULL;<BR>double datax[1024];<BR>char buffer[1024];<BR>for(int
j=0;j<1024;j++)//注：如通过采集卡采集数据可将采集的数据放在datax[]数组中,此循环就不需要<BR>{<BR>double
samt=(double)(1.0/1024);<BR>datax[j]=sin(2.0*63.0*samt*3.1415926+1.15*3.1415926);<BR>}<BR><FONT
face=宋体 size=1></FONT>double *pPxx,*pFxx;<BR>if(!(ep=engOpen("
\0"))){//打开Matlab引擎，建立与本地Matlab的连接<BR>fprintf(stderr,"\n Can't start
MATLAB engine\n");<BR>exit(-1);<BR>}<BR>double
Fs[1]={1024};//因为Matlab所有参与运算的参数都是矩阵的形式，因而下列几行将参数转变<BR>double
nfft[1]={1024};//成Matlab可接受的矩阵形式。<BR>T=mxCreateDoubleMatrix(1,1024,mxREAL);<BR>mnfft=mxCreateDoubleMatrix(1,1,mxREAL);<BR>mFs=mxCreateDoubleMatrix(1,1,mxREAL);<BR>mxSetName(T,"T");<BR>mxSetName(mnfft,"mnfft");<BR>mxSetName(mFs,"mFs");<BR>memcpy((char*)mxGetPr(T),(char*)datax,
1024*sizeof(double));<BR><FONT face=宋体
size=1></FONT>memcpy((char*)mxGetPr(mnfft),(char*)nfft,
sizeof(double));<BR><FONT face=宋体
size=1></FONT>memcpy((char*)mxGetPr(mFs),(char*)Fs,1*sizeof(double));<BR><FONT
face=宋体 size=1></FONT>engPutArray(ep,T); //将转化的参数放入引擎中，此时可在Matlab
command窗口下查看此参数<BR>engPutArray(ep,mnfft);<BR>engPutArray(ep,mFs);<BR>engEvalString(ep,"[pxx,fo]=psd(T,mnfft,mFs);");
//利用引擎执行工具箱中文件<BR>engOutputBuffer(ep,buffer,512);
//如只想看显示图形，可将返回参数去掉，psd无返回参数缺省情况下会自动画图形<BR>result=engGetArray(ep,"pxx");//取出引擎中的数据放在所指的区域中供后续处理<BR>pPxx=mxGetPr(result);<BR>result=engGetArray(ep,"fo");<BR>pFxx=mxGetPr(result);<BR>engEvalString(ep,"plot(fo,10*log10(pxx));");//利用引擎画图<BR>engEvalString(ep,"title('功率谱分析');");<BR>engEvalString(ep,"xlabel('Hz');");<BR>engEvalString(ep,"ylable('db');");<BR><FONT
face=宋体 size=1></FONT>mxDestroyArray(T);
//释放内存<BR>mxDestroyArray(mFs);<BR>mxDestroyArray(mnfft);<BR>mxDestroyArray(result);<BR>engEvalString(ep,"close;");<BR><FONT
face=宋体 size=1></FONT>engClose(ep);<BR>}<BR>
<P> 上述程序在Vc下编译需要将 libeng.dll和libmx.dll两个动态库利用以下的命令：</P>
<P align=justify>lib/def:<自己的Matlab的安装路径,下同>e:\
Matlab\extern\include\*.def /machine:ix86
/out:*.lib来生成程序所需的静态连接库libeng.lib和libmx.lib,将libeng.lib和libmx.lib所在的目录加入Vc++
project/link/object/library modules下即可。</P>
<LI>利用Matlab自身的编译器调用工具箱中的函数 </LI></OL>
<P align=justify>
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