Matlab 擁有豐富的功能，編程簡單。不過，有些情況下，Matlab程序的執行速度比較慢。C/C++編譯執行的程序速度比較快，編程難度上比Matlab要高一些。因此存在一種方案，就是使用Matlab實現我們的實驗程序，用C/C++來實現Matlab程序中比較耗時的部分，從Matlab程序中調用C/C++的程序以實現加速。

?????本文主要講解如何在Matlab中調用C/C++的程序，以及如何編寫可供Matlab程序調用的C/C++程序。

???? 本文主要分以下幾部分：

???? Hello Matlab，用一個簡單的例子來說明如何在Matlab中調用C/C++的程序，以及可供Matlab調用的C/C++程序應該注意哪些基本事項。

???? Matlab調用C/C++程序傳遞參數。討論在C/C++中是如何使用Matlab傳來的參數的。

???? Matlab與C/C++混合編程的方法論。給出在一般情況下使用Matlab與C/C++混合編程的方法步驟，讓大家有一個較為清晰的應用此技術的思路。

???? 關于數據存儲的說明。說明數據在Matlab中的存儲方式。

?????注意：本文認為讀者會使用Matlab，掌握C/C++語言，并且有一臺計算機。計算機上安裝有Windows的操作系統，操作系統上裝有Matlab以及Visual Studio（比如VS2008，VS2010等）?；蛘哂嬎銠C上安裝有Linux的操作系統，系統上裝有Matlab，GCC。

hello Matlab

???? 我們一步步完成一個叫“Hello Matlab”的程序。

???? 第一步：在你的計算機D盤下，創建一個目錄命名為HiMat。在D:\HiMat目錄下創建一個文本文件，命名為“abhimat.cpp”。將Code 1中的代碼拷貝到“abhimat.cpp”文件中，保存。(注意，這里建立目錄以及命名等行為不是規定的，只是為了講解方便)。

第一步：在你的計算機D盤下，創建一個目錄命名為HiMat。在D:\HiMat目錄下創建一個文本文件，命名為“abhimat.cpp”。將Code 1中的代碼拷貝到“abhimat.cpp”文件中，保存。(注意，這里建立目錄以及命名等行為不是規定的，只是為了講解方便)。

[cpp] view plaincopy print?

#include?"mex.h"??

void?mexFunction?(int?nlhs,?mxArray?*plhs[],?int?nrhs,?const?mxArray?*prhs[])??

{??

??mexPrintf("hello?matlab?in?C/CPP.\n");??

}??

#include "mex.h" void mexFunction (int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]) {mexPrintf("hello matlab in C/CPP.\n"); } Code 1, abhimat.cpp

???? “abhimat.cpp”就是將要在Matlab中被調用的C/C++代碼。

???? 第二步：在Matlab中編譯“abhimat.cpp”。啟動Matlab，進入D:\HiMat目錄，在Matlab命令窗口中執行code 2中的命令，根據提示完成C/C++編譯環境的配置。注意：如果你有多個編譯器，建議選擇最新的。

[plain] view plaincopy print?

mex?-setup??

mex -setup Code 2,?設置Matlab的C/C++編譯環境

???? 完成配置后，在Matlab中執行Code 3的命令來編譯abhimat.cpp。

[plain] view plaincopy print?

mex?abhimat.cpp??

mex abhimat.cpp Code 3, 編譯abhimat.cpp

????第三步：執行編譯后的C/C++程序。在Matlab命令窗口輸入“abhimat”或者”abhimat()”，都可以調用編譯后的程序，推薦使用后者。

???? 細心的讀者已經注意到了：

• 在Matlab中調用的C/C++函數名就是編譯后以mex*（這里，*表示任意多個字符，例如mexw64）為后綴名的文件名。
• Matlab執行abhimat()命令后，實際執行的是mexFunction函數中的程序。
  

Matlab調用C/C++程序傳遞參數

? ??此節我們討論下，在供Matlab調用的C/C++程序中，我們是如何知道Matlab調用的參數類型、個數的。

? ??給出Matlab中調用C/C++程序的一個實例，如code 4所示。

[plain] view plaincopy print?

c?=?[1?2;3?4;5?6];??

d?=?[1?1;1?1;1?1];??

[a,?b]?=?abfunc(c,?d);??

c = [1 2;3 4;5 6]; d = [1 1;1 1;1 1]; [a, b] = abfunc(c, d); Code 4,?Matlab調用C/C++程序實例

? ??下面的工作是如何在當前目錄下一個命名為abfunc.cpp的文件中實現mexFunction函數。在這個函數中如何獲得Matlab命令中的c、d兩個變量的值，如何返回a、b兩個變量呢。

? ??注意mexFunction函數中的四個參數，一一作出說明：

? ??nlhs：mexFunction的第一個參數，它指示Matlab的調用命令中等號左側有幾個變量。例如，code 4中的調用，nlhs的值為2，因為它的等號左側有兩個變量，他們是a和b。

? ??plhs: mexFunction的第二個參數，它指示Matlab的調用命令中等號左側變量的指針。例如，code 4中的調用，plhs[0]表示的是a，plhs[1]表示的是b。

? ??nrhs：mexFunction的第三個參數，它指示Matlab的調用命令中等號右側的變量個數。例如，code 4中的調用，nrhs的值為2，因為它的等號右側有兩個變量，他們是c和d。

? ??prhs：mexFunction的第四個參數，它指示Matlab調用命令中等號右側的變量指針。例如，code 4中的調用，prhs[0]表示的是c，prhs[1]表示的是d。

? ??mxArrary是一個不可見的數據類型，是Matlab定義的，大家只需要知道mxArrary的指針與Matlab中的變量一一對應就可以了。

? ??下面實現abfunc.cpp，功能是a=c+d; b = c-d;具體代碼如code 5所示。

[cpp] view plaincopy print?

#include?"mex.h"??

void?mexFunction?(int?nlhs,?mxArray?*plhs[],?int?nrhs,?const?mxArray?*prhs[])??

{??

??double?*p_c,?*p_d;??

??double?*p_a,?*p_b;??

??

??int?c_rows,?c_cols;??

??int?d_rows,?d_cols;??

????

??int?numEl;??

??int?n;??

????

??mxAssert(nlhs==2?&&?nrhs==2,?"Error:?number?of?variables");??

??

??c_rows?=?mxGetM(prhs[0]);//?get?rows?of?c??

??c_cols?=?mxGetN(prhs[0]);//?get?cols?of?c??

??d_rows?=?mxGetM(prhs[1]);//?get?rows?of?d??

??d_cols?=?mxGetN(prhs[1]);//?get?cols?of?d??

??

??mxAssert(c_rows==d_rows?&&?c_cols==d_cols,?"Error:?cols?and?rows");??

??

??//?create?output?buffer??

??plhs[0]?=?mxCreateDoubleMatrix(c_rows,?c_cols,?mxREAL);??

??plhs[1]?=?mxCreateDoubleMatrix(c_rows,?c_cols,?mxREAL);??

??

??//?get?buffer?pointers??

??p_a?=?(double*)mxGetData(plhs[0]);??

??p_b?=?(double*)mxGetData(plhs[1]);??

??p_c?=?(double*)mxGetData(prhs[0]);??

??p_d?=?(double*)mxGetData(prhs[1]);??

??

??//?compute?a?=?c?+?d;?b?=?c?-?d;??

??numEl?=?c_rows*c_cols;??

??for?(n?=?0;?n?<?numEl;?n++)??

??{??

????p_a[n]?=?p_c[n]?+?p_d[n];??

????p_b[n]?=?p_c[n]?-?p_d[n];??

??}??

}??

#include "mex.h" void mexFunction (int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]) {double *p_c, *p_d;double *p_a, *p_b;int c_rows, c_cols;int d_rows, d_cols;int numEl;int n;mxAssert(nlhs==2 && nrhs==2, "Error: number of variables");c_rows = mxGetM(prhs[0]);// get rows of cc_cols = mxGetN(prhs[0]);// get cols of cd_rows = mxGetM(prhs[1]);// get rows of dd_cols = mxGetN(prhs[1]);// get cols of dmxAssert(c_rows==d_rows && c_cols==d_cols, "Error: cols and rows");// create output bufferplhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(c_rows, c_cols, mxREAL);plhs[1] = mxCreateDoubleMatrix(c_rows, c_cols, mxREAL);// get buffer pointersp_a = (double*)mxGetData(plhs[0]);p_b = (double*)mxGetData(plhs[1]);p_c = (double*)mxGetData(prhs[0]);p_d = (double*)mxGetData(prhs[1]);// compute a = c + d; b = c - d;numEl = c_rows*c_cols;for (n = 0; n < numEl; n++){p_a[n] = p_c[n] + p_d[n];p_b[n] = p_c[n] - p_d[n];} } Code 5,??abfunc.cpp的實現

? ??說明一下code 5中用到的函數。這些函數大都以mx開頭。mxAssert是斷言，類似于C\C++中的assert。mxGetM獲得Matlab傳來的變量的行數，mxGetN獲得Matlab傳來的變量的列數。mxCreateDoubleMatrix創建一個2維的Matlab變量，形參分別用于指定變量的行數、列數、元素類型（mxREAL表示實數，mxCOMPLEX表示復數）。mxGetData用于獲得內存中數據塊的首地址。

? ? 編譯并測試Code 5中的代碼，參見Code 6。

[plain] view plaincopy print?

mex?abfunc.cpp??

c?=?[1?2;3?4;5?6];??

d?=?[1?1;1?1;1?1];??

[a,?b]?=?abfunc(c,?d);??

mex abfunc.cpp c = [1 2;3 4;5 6]; d = [1 1;1 1;1 1]; [a, b] = abfunc(c, d); Code 6, Code5的測試代碼

? ? Code 6的輸出結果如下：

[plain] view plaincopy print?

a?=??

?????2?????3??

?????4?????5??

?????6?????7??

b?=??

?????0?????1??

?????2?????3??

?????4?????5??

a =2 34 56 7 b =0 12 34 5

關于數據存儲的說明

? ?Matlab中的數據是按列存儲的。例如，a=[1,2;3,4;5,6]，a的數據在內存中的存儲順序是：1、3、5、2、4、6。在C\C++中使用Matlab傳來的變量時，一定要注意數據的存儲順序。

Matlab與C/C++混合編程的方法論

鑒于@編程小手 的建議，添加一個關于使用此方法的方法論流程圖。希望它能讓各位明白在什么情況下可是使用這種混合編程的技術、如何一步步實現。參見圖1的流程圖：

圖 1、Matlab與C/C++混編方法論流程圖

另附：文中代碼下載位置： http://download.csdn.net/detail/bendanban/7643701

與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C/C++与Matlab混合编程初探的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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