vc++中使用matlab的c++数学库和mcc生成的程序.txt

VC++中使用MATLAB的C++数学库和MCC生成的程序

研究吧，估计是类似的。

1、设置项目编译选项

首先建立一个新的项目，或者打开一个已有的项目，然后选择菜单：

Project->Settings->C/C++

Category:Preprocessor

Preprocessor definitions:
添加: MSVC,IBMPC,MSWIND

Category: Precompiled Headers

选择: Automatic use of precompiled headers
Through header: stdafx.h


2、调设置项目连接选项

首先要从下面几个函数定义文件(*.def)生成相应的导入库文件(*.lib)

libmmfile.def
libmcc.def
libmatlb.def
libmx.def
libmat.def

它们位于目录c:\matlab\extern\include
用下面命令导出库文件:

lib /def:libmmfile.def /out:libmmfile.lib /machine:ix86
lib /def:libmcc.def /out:libmcc.lib /machine:ix86
lib /def:libmatlb.def /out:libmatlb.lib /machine:ix86
lib /def:libmx.def /out:libmx.lib /machine:ix86
lib /def:libmat.def /out:libmat.lib /machine:ix86

将它们放入你的项目连接选项

Project->Settings->Link

Category:Input

Object/library modules:
添加:libmatpm.lib libmmfile.lib libmcc.lib libmatlb.lib libmx.lib libmat.lib

注1: 中间是空格，不要加逗号
注2: libmatpm.lib是C++ MathLib的库，如果是只用C，就不用连接它了。

Ignore libraries:
添加: msvcrt.lib
注: 仅在Debug版本中需要。原因不明:P

以上的这些lib文件，我已经做好了，打了个包放在这里下载：matlablibs.zip (64K)

3、设置编译环境

Tools->Options->Directories

Include fiels添加:

c:\matlab\extern\include
c:\matlab\extern\include\cpp

Library fiels添加:

c:\matlab\extern\lib
c:\matlab\extern\include

注：下面这个目录是那些lib所在的地方。
如果都挪到上面的目录，这个自然就不要了。


4、编写程序

用MCC命令生成的CPP文件和自己手工编写的CPP文件, 其项目设置是完全相同的,
程序的语法原则上也是一样的. 只是MCC生成的CPP文件有大量"没用"的代码.

(1)添加自己编写的程序模块

用下面文件头:
#include "stdafx.h"
#include "matlab.hpp"
然后, 按照C++ MathLib文档要求的格式书写程序.

(2)嵌入mcc生成的文件

在MATLAB下用下面格式的命令生成cpp文件

mcc -t -L Cpp test

得到test.hpp, test.cpp
将test.cpp加入项目, 不做任何改动.

最后，摁F7编译就可以了。

5、实例

    上面罗罗嗦嗦一大堆，肯定让你打哈欠了:P。 没关系，其实还是挺简单的，
这里有个VC的project，用C++数学库解决了一个幼儿园的算术题，下载回去看看吧，
马上就明白了。

MccDemo.zip (68K)

这里先说明一下：

MATLAB程序test.m:

function [sum, prod]=test(x,y)

    sum = x+y;
    prod = x*y;

   用来计算两个数的和与积。注意这是两个返回变量的情况。
另外，x,y当然可以是数组。

用mcc命令生成了test.hpp和test.cpp。

文件demo.cpp:

#include "stdafx.h"
#include "matlab.hpp"
#include "test.hpp"

void mccDemo()
{    CString str;
    mwArray x, y, sum, prod;
    double dx,dy,dsum,dprod;

    x = 5.0;
    y = 10.0;
    sum = test(&prod, x, y);

    dx=x(1,1);
    dy=y(1,1);
    dsum=sum(1,1);
    dprod=prod(1,1);
    str.Format("%f+%f=%f\n%f*%f=%f", dx,dy,dsum,dx,dy,dprod);

    AfxMessageBox(str);
}


    由于采用了C++数学库，语法很简单。注意数组的赋值、其中数据的存取，这些
都要仔细地看手册。

    改程序启动之后，选择菜单mcc->demo即可。

第二章、
第一节、用c编写mex程序[开篇]
  大家都知道，matlab是一种解释型的编程环境，也就是说，跟以前的basic一样，是读
一句执行一句的。这样做可以很方便的实现编程过程中的交互，也免去了麻烦又耗时的
编译过程。但凡事有一利必有一弊，matlab在执行时速度慢也就根源于此。在matlab里
  tic
  for i=1:10000
  b(i)=a(10001-i);
  end
  怎么样，是不是很慢？
  你的程序里如果再多几个这样的循环，运行速度就可想而知了。
  上面程序的功能是将向量a里的数据逆序赋给向量b。下面的程序可以实现相同的功能
  tic
  b=a(10000:-1:1);
  为什么这个程序运行速度就这么快呢？这是因为matlab里的基础矩阵运算函数，像转
置，复制等等，都是以二进制程序的形式存在的，运行起来速度当然比解释执行10000次
  所以编matlab程序时，应该尽量避免用循环语句，而使用等效的矩阵运算。虽然这样
  但总是有的时候没法找到对应的矩阵运算来等效，或编出来的程序复杂得让人没法修
  简单地说，mex程序就是根据一定的接口规范（mtlab提出的）编写的一个dll，matla
比如我编了一个mex函数，名字叫max2.dll，那么只要把这个dll所在的目录加到matlab
的搜索路径里（用addpath），就可以像调用普通matlab函数一样来调用它了。因为把

循环体放到了二进制程序中，执行速度快得多。


  Mex文件既可以用c，也可以用fortran来编。因为我用的是c语言，所以下面的介绍都
是用c语言编写mex文件的方法。如果你用的是fortran，请你自己去看Apiguide.pdf，里
面有详细说明。

[开场说明]
  我的论文里的程序大多是用matlab编的，因为方向是图像处理，速度上的限制很大。
不得已，拿着apiguide.pdf啃了两天，才算摸出点门道。现在论文写完了，想着这点经
验也许有用，就不  浅薄，打算把它写下来。因为还要?备论文讲稿，还有一堆表要填
，不知能否写完，在这里预为说明，到时莫要骂我。 ^:^
  比如我编了一个mex函数，名字叫max2.dll，那么只要把这个dll所在的目录加到matlab
的搜索路径里（用addpath），就可以像调用普通matlab函数一样来调用它了。因为把
循环体放到了二进制程序中，执行速度快得多。


  Mex文件既可以用c，也可以用fortran来编。因为我用的是c语言，所以下面的介绍都
是用c语言编写mex文件的方法。如果你用的是fortran，请你自己去看Apiguide.pdf，里
面有详细说明。


第二章、
第二节、用c编写mex程序[一]
  前面说到通过把耗时长的函数用c语言实现，并编译成mex函数可以加快执行速度。这
  Matlab5.1本身是不带c语言的编译器的，所以要求你的机器上已经安装有VC,BC或Wat
com C中的一种。如果你在安装Matlab时已经设置过编译器，那么现在你应该就可以使用
mex命令来编译c语言的程序了。如果当时没有选，只要在Matlab里键入    mex -setup
，就会出现一个DOS方式窗口，下面只要根据提示一步步设置就可以了。由于我用的是w
  听说Matlab5.2已经内置了C语言的编译器，那么下面的这些可能就用不着了。可惜现
  需要注意的是，在设置编译器路径时，只能使用路径名称的8字符形式。比如我用的V
C5装在路径 C:\PROGRAM FILES\DEVSTUDIO下，那在设置路径时就要写成：C:\PROGRA~1
  这样设置完之后，mex就可以执行了。为了测试你的路径设置正确与否，把下面的程序
存为hello.c。

#include "mex.h"
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
 mexPrintf("hello,world!\n");
}

  假设你把hello.c放在了C:\TEST\下，在Matlab里用CD C:\TEST\ 将当前目录改为C:\
TEST\（注意，仅将C:\TEST\加入搜索路径是没有用的）。现在敲：
  mex hello.c
  如果一切顺利，编译应该在出现编译器提示信息后正常退出。如果你已将C:\TEST\加
入了搜索路径，现在键入hello，程序会在屏幕上打出一行：
hello,world!
  看看C\TEST\目录下，你会发现多了一个文件：HELLO.DLL。
  这样，第一个mex函数就算完成了。怎么样，很简单吧。下一次，会对这个最简单的程
序进行分析，并给它增加一些功能。

第二章、
第三节、用c编写mex程序[三]
  分析hello.c，可以看到程序的结构是十分简单的，整个程序由一个接口子过程
mexFunction构成。前面提到过，Matlab的mex函数有一定的接口规范，就是指这
nlhs：输出参数数目
plhs：指向输出参数的指针
nrhs：输入参数数目
例如，使用 [a,b]=test(c,d,e) 调用mex函数test时，传给test的这四个参数分别是2，
plhs，3，prhs。其中：
prhs[0]=c
prhs[1]=d
prhs[2]=e

当函数返回时，将会把你放在plhs[0]，plhs[1]里的地址赋给a和b，达到返回数据的目
的。

  细心的你也许已经注意到，prhs[i]和plhs[i]都是指向类型mxArray类型数据的指针。
这个类型是在mex.h中定义的，事实上，在Matlab里大多数数据都是以这种类型存在。当
然还有其他的数据类型，可以参考Apiguide.pdf里的介绍。
  为了让大家能更直观地了解参数传递的过程，我们把hello.c改写一下，使它能根据输
入参数的变化给出不同的屏幕输出：

//hello.c 2.0
#include "mex.h"
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
 int i;
 i=mxGetScalar(prhs[0]);
 if(i==1)
  mexPrintf("hello,world!\n");
 else
  mexPrintf("大家好！\n");
}


  将这个程序编译通过后，执行hello(1),屏幕上会打出：
hello,world!

  而hello(0)将会得到：

大家好！

现在，程序hello已经可以根据输入参数来给出相应的屏幕输出。在这个程序里，除了用
到了屏幕输出函数mexPrintf（用法跟c里的printf函数几乎完全一样）外，还用到了一
个函数：mxGetScalar，调用方式如下：

i=mxGetScalar(prhs[0]);

  "Scalar"就是标量的意思。在Matlab里数据都是以数组的形式存在的，mxGetScalar的
作用就是把通过prhs[0]传递进来的mxArray类型的指针指向的数据（标量）赋给C程序里
的变量。这个变量本来应该是double类型的，通过强制类型转换赋给了整形变量i。

  既然有标量，显然还应该有矢量，否则矩阵就没法传了。看下面的程序：

//hello.c 2.1
#include "mex.h"
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[],
     int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
 int *i;
 i=mxGetPr(prhs[0]);
 if(i[0]==1)
  mexPrintf("hello,world!\n");
 else
  mexPrintf("大家好！\n");
}
  这样，就通过mxGetPr函数从指向mxArray类型数据的prhs[0]获得了指向double类型的
指针。
  但是，还有个问题，如果输入的不是单个的数据，而是向量或矩阵，那该怎么处理呢？
通过mxGetPr只能得到指向这个矩阵的指针，如果我们不知道这个矩阵的确切大小，就
没法对它进行计算。
  为了解决这个问题，Matlab提供了两个函数mxGetM和mxGetN来获得传进来参数的行数
和列数。下面例程的功能很简单，就是获得输入的矩阵，把它在屏幕上显示出来：

//show.c 1.0
#include "mex.h"
#include "mex.h"
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{

 double *data;
 int M,N;
 int i,j;

 data=mxGetPr(prhs[0]); //获得指向矩阵的指针
 M=mxGetM(prhs[0]); //获得矩阵的行数
 N=mxGetN(prhs[0]); //获得矩阵的列数
 for(i=0;i<M;i++)
      {
         for(j=0;j<N;j++)
               mexPrintf("%4.3f  ",data[j*M+i]);
      }

}

  编译完成后，用下面的命令测试一下：
  a=1:10;
  b=[a;a+1];
  show(a)
  show(b)


  需要注意的是，在Matlab里，矩阵第一行是从1开始的，而在C语言中，第一行的序数
为零，Matlab里的矩阵元素b(i,j)在传递到C中的一维数组大data后对应于data[j*M+i] 。

第二章、
第四节、用c编写mex程序[四]

输入数据是在函数调用之前已经在Matlab里申请了内存的，由于mex函数与Matlab共用同
一个地址空间，因而在prhs[]里传递指针就可以达到参数传递的目的。但是，输出参数
却需要在mex函数内申请到内存空间，才能将指针放在plhs[]中传递出去。由于返回指针
类型必须是mxArray，所以Matlab专门提供了一个函数：mxCreateDoubleMatrix来实现内
存的申请，函数原型如下：

mxArray *mxCreateDoubleMatrix(int m, int n, mxComplexity ComplexFlag)
m：待申请矩阵的行数
n：待申请矩阵的列数
为矩阵申请内存后，得到的是mxArray类型的指针，就可以放在plhs[]里传递回去了。但
是对这个新矩阵的处理，却要在函数内完成，这时就需要用到前面介绍的mxGetPr。使用
mxGetPr获得指向这个矩阵中数据区的指针（double类型）后，就可以对这个矩阵进行各
种操作和运算了。下面的程序是在上面的show.c的基础上稍作改变得到的，功能是将输

//reverse.c 1.0
#include "mex.h"
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[],
    int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
 double *inData;
 double *outData;
 int M,N;
 int i,j;