matlab与C语言混合编程Word文档下载推荐.docx
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如果你用的是fortran，请你自己去看Apiguide.pdf，里
面有详细说明。
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
comC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:
\PROGRAMFILES\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"
voidmexFunction（intnlhs,mxArray*plhs[],intnrhs,constmxArray*prhs[]）
{
mexPrintf（"
hello,world!
\n"
）;
}
假设你把hello.c放在了C:
\TEST\下，在Matlab里用CDC:
\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：
mexhello.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：
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。
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和plhs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.c2.0
inti;
i=mxGetScalar（prhs[0]）;
if（i==1）
else
大家好！
将这个程序编译通过后，执行hello
（1）,屏幕上会打出：
而hello（0）将会得到：
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：
"
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.c2.1
voidmexFunction（intnlhs,mxArray*plhs[],
intnrhs,constmxArray*prhs[]）
int*i;
i=mxGetPr（prhs[0]）;
if（i[0]==1）
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.c1.0
double*data;
intM,N;
inti,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++）
%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]
。
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（intm,intn,mxComplexityComplexFlag）
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.c1.0
double*inData;
double*outData;
inData=mxGetPr（prhs[0]）;
plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix（M,N,mxREAL）;
outData=mxGetPr（plhs[0]）;
outData[j*M+i]=inData[（N-1-j）*M+i];
当然，Matlab里使用到的并不是只有double类型这一种矩阵，还有字符串类型、稀疏矩
阵、结构类型矩阵等等，并提供了相应的处理函数。
本文用到编制mex程序中最经常遇到
的一些函数，其余的详细情况清参考Apiref.pdf。
通过前面两部分的介绍，大家对参数的输入和输出方法应该有了基本的了解。
具备了这
些知识，就能够满足一般的编程需要了。
但这些程序还有些小的缺陷，以前面介绍的re
由于前面的例程中没有对输入、输出参数的数目及类型进行检查，导致程序的容错性很
//异常处理
if（nrhs!
=1）
mexErrMsgTxt（"
USAGE:
b=reverse（a）\n"
if（!
mxIsDouble（prhs[0]））
theInputMatrixmustbedouble!
在上面的异常处理中，使用了两个新的函数：
mexErrMsgTxt和mxIsDouble。
MexErrMsgT
xt在给出出错提示的同时退出当前程序的运行。
MxIsDouble则用于判断mxArray中的数据
是否double类型。
当然Matlab还提供了许多用于判断其他数据类型的函数，这里不加详
述。
需要说明的是，Matlab提供的API中，函数前缀有mex-和mx-两种。
带mx-前缀的大多是对
mxArray数据进行操作的函数，如mxIsDouble,mxCreateDoubleMatrix等等。
而带mx前缀
的则大多是与Matlab环境进行交互的函数，如mexPrintf，mxErrMsgTxt等等。
了解了这
一点，对在Apiref.pdf中查找所需的函数很有帮助。
至此为止，使用C编写mex函数的基本过程已经介绍完了。
下面会在介绍几个非常有用的
函数调用。
如果有足够的时间，也许还会有一个更复杂一些的例程。
我们之所以使用Matlab，很重要的考虑是Matlab提供了相当丰富的矩阵运算函数和各
种toolbox。
在编制mex函数时，有时我们也会遇到一些操作，在Matlab下，只需要一个
为了在mex函数里调用Matlab命令，我们就需要用到一个函数mexCallMATLAB，原型如下：
intmexCallMATLAB（intnlhs,mxArray*plhs[],intnrhs,mxArray*prhs[],
constchar*command_name）;
有了前面的基础，使用这个函数就显得十分容易了。
下面给出一个例程，功能是将输入
mxArray*IN[1];
mxArray*OUT[1];
b=rot（a）\n"
//计算转置
if（mexCallMATLAB（1,OUT,1,prhs,"
'
））
Errorwhencompute!
//根据输入参数数目决定是否显示
if（nlhs==0）
mexCallMATLAB（0,IN,1,OUT,"
disp"
plhs[0]=OUT[0];
Matlab与C语言的应用接口程序
时间：
2011-06-0421:
41:
10来源：
作者：
、理解几个常用的socket函数
#include
#include
intsocket（intdomain,inttype,intportocol）;
domain指所使用的协议族（family）可以为AF_UNIX和AF_INET,一般只用AF_INET（指Internet）type指所用的传输类型，可以为SOCK_STERAM（面向连接的TCP）,和SOCK_DGRAM（面向无连接的udp）
intbind（ints,conststructsockaddr*address,size_taddress_len）;
s为socket返回的文件描述符
address为协议族名称和其他信息
具体结构为structsockaddr_in{
shortsin_family;
/*协议族
u_shortsin_port;
/*端口*/
structin_addrsin_addr;
/*地址*/
charsin_zero[8];
};
intlisten（ints,intbacklog）;
backlog为容许的请求数目
intaccept（ints,structsockaddr*address,int*address_len）;
这里的前两个参数同上
addres_len是要传递一个记有结构大小的地址
intconnect（ints,structsockaddr*address,size_taddress_len）;
这里的参数意义同bind
2.理解建立程序的一般调用过程
要建立一个处理连接的服务器端程序，首先要调用socket函数创建一个socket,返回一个文件句柄fd，使以后对它的操作就象对普通文件设备一样读写。
由于是服务器端必须对一个断口进行监听其他机器的请求,所以接下去调用bind函数，传入刚才的fd,定义好地址和端口，由于是要接受来自任何host的连接所以应讲sin_addr赋为INADDR_ANY,port为你所设定的端口。
注意：
这里的地址和端口是网络字节顺序，所以要调用htonl,htons完成主机字节顺序
到网络字节的转变
接下来就是监听listen,调用accept接受来自客户端的请求，accpet返回连接后的文件描述符，你就可以用它进行收发信息（对应于read,write）这样的一个过程就是socket->
bind->
listen->
accpet->
Read,write
而对于客户端则是socket->
connect->
read,write
三、C语言程序MEX文件实例
MATLAB5API提供了一系列程序来处理MATLAB所支持的各种数据类型，每一种数据类型都有对应函数共你使用来处理对应的数据。
下面给出一个简单的C语言程序和与之对应的MEX文件代码，该程序的功能是将标量x加倍。
math.h"
voidtimestwo（doubley[],doublex[]）
y[0]=2.0*x[0];
return;
下面是与C语言程序功能相同的MEX文件：
double*x,*y;
intmrows,ncols;
/*检查正确的参数数目*/
=1）{
需要一个输入参数."
elseif（nlhs>
1）{
输出参数太多."
/*输入变量必须是非复数类型的标量*/
mrows=mxGetM（prhs[0]）;
ncols=mxGetN（prhs[0]）;
mxIsDouble（prhs[0]）||mxIsComplex（prhs[0]）||!
（mrows==1&
&
ncols==1））{
输入变量必须是非复数类型的标量."
/*为返回参数创建矩阵*/
plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix（mrows,ncols,mxREAL）;
/*分配输入输出参数的指针*/
x=mxGetPr（prhs[0]）;
y=mxGetPr（plhs[0]）;
/*调用timestwo子函数*/
timestwo（y,x）;
C语言是在编译的时候检查函数参数。
MATLAB可以在M函数中传递任意数量和类型的参数，MEX文件也是如此，不过在程序中必须可靠地处理输入输出参数的数目。
如果将上面的MEX文件命名为timestwo.c，就可以对它进行编译和链接，在MATLAB命令窗口下输入：
mextimestwo.c
这是产生MEX文件timestwo.***所必需的步骤，该文件的扩展名所运行的系统平台的类型。
Windows系统下，扩展名为dll。
此时，就可以象调用M函数一样调用timestwo了。
在MATLAB命令窗口中输入：
x=2;
y=timestwo（x）;
就可以得到：
y=4;
四、小结
MEX文件虽然具有较强大的功能，但并不是对所有的应用都恰当。
MATLAB是一个高效率的编程系统，特别适合于工程计算、系统仿真等应用。
它的最大优点就是将人们从繁杂的程序中解放出来。
因此，能够用M文件完成的程序，应尽量使用MATLAB编写，除非遇到必须使用MEX文件的情况。
MATLAB的应用编程接口是一个功能强大的系统，除了调用C或Fortran程序，还可以实现从MATLAB环境中输入输出数据、在MATLAB中和其他程序建立客户/服务器关系等功能。
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