MATLAB调用C/C++

thinkfunny

Matlab是矩阵语言，如果运算可以用矩阵实现，其运算速度非常快。但若运算中涉及到大量循环，Matlab的速度令人难以忍受的。当必须使用for循环且找不到对应的矩阵运算来等效时，可以将耗时长的函数用C语言实现，并编译成Mex文件，Matlab便可以像调用内建函数一样调用C编写的函数。Mex文件其实是一种动态链接库，旧版本Matlab可以直接调用.dll，新版本要调用.mexw32或.mexw64文件。
% T- h, r$ @5 |  k
编译过程需要C语言编译器，在Matlab中键入mex –setup进行安装与配置。
* w# g* L; H1 v: z3 y( c
MEX文件的源代码组成：

(1)功能子程序。该过程包含了Mex文件实现计算功能的代码，是标准的C语言子程序。
6 \+ O: V+ u$ t+ G
  H+ F' o4 u/ C(2)入口子程序。该过程提供功能子程序与Matlab之间的接口，以mexFunction函数实现。注意，入口过程的名称必须是mexFunction，并且包含四个参数，即
5 j- g# V' ^- U5 J
void mexFunction(int nlhs,mxArray*plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])；

3 s4 x+ S1 R0 @1 z( wnrhs(left hand side): 输入参数的个数；

prhs是一个输入数组，其内容为指针，指向mxArray类型的数据（MATLAB中所有数据都是以矩阵的形式mxArray保存的）。
3 u8 F" T1 S! X5 G' s8 l1 W
& l$ \. F7 c: {1 Cnlhs, plhs含义类似。

2 h# D) F0 m: H3 b- _具体地，若在Matlab中执行[a,b]=test(c,d,e) ，则nlhs=2, nrhs=3，prhs[0]指向c，prhs[1]指向d，prhs[2]指向e(可以理解为：prhs[0]=&c, prhs[1]=&d, prhs[2]=&e)，注意prhs是const指针数组，故不能改变其指向内容；函数返回时将plhs[0]，plhs[1]指向的内容赋给a，b(可以理解为a=*plhs[0]， b=*plhs[1])。

- f7 U3 e  ?7 F1 A% x实例:

* P( b6 f: G2 Y! d; i, hC语言函数，按照上述方式建立。
- }8 U' z$ y( S' r4 k$ d% a& u
. B  |) H! h0 Y- K' zC

/ h8 R: e$ v0 u$ n: r# t#include "mex.h"   
- @& t. s! l  Q" z& x' i* D% R" f/ J' ]double add(double x, double y)  
{  
. I+ C( |' Q% s7 z2 v- l* _    return x + y;  
}   
/ _/ F+ h/ K: `! P2 |3 C, p- A1 [void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[])  
8 C6 M: W9 K+ f" G( o5 l" T{  
    double * a;  
; ?8 v9 A! o1 D5 S& P& E    double b, c;  
/ _, m2 B( W2 M    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);  
    a = mxGetPr(plhs[0]);  
    b = *(mxGetPr(prhs[0]));  
    c = *(mxGetPr(prhs[1]));  
& U5 E1 O( Q. B2 W  s6 z4 H    *a = add(b, c);  
}
1
. k1 \3 N% A: z! [4 C* ^+ L8 S8 L2
1 L$ i! }0 d7 Y0 s$ C; R3
3 i2 C  o' r/ Y# j4
" b, x$ [4 D, E2 h5
6
7
8
9
" ^2 W5 S* p( r. c* M10
11
12
2 u9 `( J! y/ I- x7 E13
* C  P' {- d6 b14
& T3 o  x, s- W9 N# R. {15
#include "mex.h"   
double add(double x, double y)  
{  
    return x + y;  
4 I+ t- b4 v! B}   
) r) u( r! y2 q  h+ s* z; kvoid mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[])  
{  
6 c, k6 ?& b4 ]4 [/ \    double * a;  
    double b, c;  
    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);  
    a = mxGetPr(plhs[0]);  
9 U2 O( N* Q8 U: \    b = *(mxGetPr(prhs[0]));  
    c = *(mxGetPr(prhs[1]));  
    *a = add(b, c);  
}
- f  m0 X7 G' F0 s7 O# x  K$ Y& ?接着，在MATLAB控制台输入：

MATLAB
( l! U! L) I  ?1 i0 @% \$ Y
mex add.c
1
mex add.c
$ Z! K$ `+ r2 X. X4 n! ]1 N' y" t格式：mex C文件.c
2 ^. X. ]& f" Q8 m$ D6 o; c
' v/ _; ~9 v& L# X3 A这时，路径目录下出现：
) |( w( R; @- b. p
$ \" N$ T9 V; A; H3 J$ k2 n8 W( ]* {最后在MATLAB控制台调用add函数即可。

3 ?/ L! G! N% D! v' u6 vadd(2,3)
; Z' g  _: R! u- w1 O
' _- F4 f, }7 d* V当然这个简单的函数不能体现C语言的快。
当有for循环或者大的计算函数时，调用C语言效率就会变得很高。

CCxiaom

MATLAB调用C/C++