c++ 与 matlab 混编

1. 目的－－ 结合C++的速度和Matlab的方便。

Matlab can be slow，  C++ can be fast， – How can we integrate C++’s speed with Matlab’s convenience?
Goal:
-Implement critical functions with (fast) C++ code, and use (slow) Matlab code for data structure management (which
can be difficult/annoying in C++)。 

 

2.  常用方法

       （1）用Matlab Engin，采用户机/服务器（Client/Server）的计算模式。在VC中设计程序框架，作为前端客户机，通过调用Matlab 引擎与后台Matlab服务器建立连接，实现命令和数据信息的传递。这种方式需要Matlab在后台运行，离不开Matlab环境。不利于软件的开发，但 是它可以充分利用Matlab的功能，包括调用工具箱函数和图形函数。

　　（2）用Matlab的编译器将.m源文件转化为c、c++等 各种不同类型的源代码，并在此基础上根据应用需要生成MEX文件、独立可执行应用程序等文件类型，大大提高程序的运行速度，提高代码的执行效率。主要是使 用mcc命令实现文件的转化。但是这种方法不支持图形函数，不能编译一些Matlab的内建函数，并且转换的代码可读性不太好。

　　（3）使用Matcom编译器可以将Matlab源代码译成同等功能的C++代码，既保持了Matlab的优良算法，又提高了执行速度。它还支持一定的图形显示，生成代码的可读性很好。简单便捷、功能强大，但是有隐患， 比如rand函数的重复。

 

3.  利用mcc 编译器生成的cpp 和hpp 文件

　　Matlab自带的C++Complier--mcc，能将m文件转换为C/C++代码。因此，它为C/C++程序调用m文件提供了另一种便捷的方法。下面举例说明相应步骤：

　　a.新建example3.m：function y=exmaple3（n） y=0; for i=1:n y=y+i;end

　　保存后在命令窗口中输入：mcc -t -L Cpp -h example3.

　　则在工作目录下生成example3.cpp 和example3.hpp 两个文件。

　　b.在VC 中新建一个基于对话框的MFC 应用程序Test2，添加一个按钮，并添加按钮响应函数，函数内容见f 步。将上面生成的两个文件拷贝到VC 工程的Test2 目录下。

　　c.在VC 中选择：工程-》设置，选择属性表Link 选项，下拉菜单中选择Input，在对象 / 库模块中加入libmmfile.lib libmatlb.lib libmx.lib libmat.lib libmatpm.lib sgl.lib libmwsglm.lib libmwservices.lib ， 注意用空格分开； 而在忽略库中加入 msvcrt.lib；

　　d.选择属性表C/C++选项，下拉菜单选General，在预处理程序定义中保留原来有的内 容，并添加MSVC，IBMPC，MSWIND，并用逗号隔开。选择下拉菜单的Precompiled Headers 选 项，在“自动使用预补偿页眉”中添加stdafx.h，然后确定。

　　e. 选择： 工具-》 选项， 属性页选择“ 目录” ， 在include files 加入： C：/MATLAB6p5p1/extern/include ， C：/MATLAB6p5p1/extern/include/cpp ； 然后在 Library files 里面加入： C：/MATLAB6p5p1/bin/win32 ， C：/MATLAB6p5p1/extern/ lib/win32/microsoft/msvc60；注意根据用户的Matlab 安装位置，修改相应目录。

　　f.在响应函数中添加头文件：#include “matlab.hpp” #include “example3.hpp” 函数响应代码为：

　　int i; mwArray n; n=10; n=example3（n）; i=n.ExtractScalar（1）;

　　CString str; str.Format（“example3 的返回值是：%d”，i）; AfxMessageBox（str）;

　　g. 编译，连接，执行，结果如图2 所示。

　　

4.  利用mcc 编译器生成的的DLL 文件

　　Matlab的C++ Complier不仅能够将Matlab的m文件转换为C/C++的源代码，还能产生完全 脱离Matlab运行环境的独立可执行DLL程序。从而可以在C/C++程序中，通过调用DLL实现对 Matlab代码的调用。下面通过一个简单的例子说明C/C++调用m文件生成的DLL：

　　a.建立m文件example4.m： function result=example4（para）

　　x=［1 para 3］; y=［1 3 1］; plot（x，y）; result=para*2; end.然后在命令窗口中输入：

　　mcc -t -W libhg:example4 -T link:lib -h libmmfile.mlib libmwsglm.mlib example4则在工作目录下会生成example4 .dll、example4 .lib和example4 .h三个文件。

　　b.在VC中新建一个基于对话框的应用程序Test3，然后添加一个按钮及按钮响应函数，函数内容见d步，再将生成的3个文件拷贝到Test2工程目录下。

　　c.VC编译环境的设置如同3.2节c、d步；

　　d.在按钮函数文件添加如下的头文件：#include “example4 .h” ，函数响应代码为：

　　mxArray* para=mxCreateDoubleScalar（2）; mxArray* result; example4Initialize（）;

　　result=mlfExample4（para）; CString str;

　　str.Format（“%f”，mxGetScalar（result））; AfxMessageBox（str）;

　　e.编译，连接，执行，结果如图3所示。

　　

　　利用mcc 编译器生成的DLL 动态连接库文件，只需在C/C++编译环境中将其包含进来， 调用导出函数即可实现原m 文件的功能，极大地方便了用户的代码设计。