matlab调c
如果我有一個用C語言寫的函數(shù)，實現(xiàn)了一個功能，如一個簡單的函數(shù)：
double add(double x, double y) {return x + y;
}
現(xiàn)在我想要在Matlab中使用它，比如輸入：
>> a = add(1.1, 2.2)3.3000
要得出以上的結(jié)果，那應(yīng)該怎樣做呢？
解決方法之一是要通過使用MEX文件，MEX文件使得調(diào)用C函數(shù)和調(diào)用Matlab的內(nèi)置函數(shù)一樣方便。MEX文件是由原C代碼加上MEX文件專用的接口函數(shù)后編譯而成的。
可以這樣理解，MEX文件實現(xiàn)了一種接口，它把在Matlab中調(diào)用函數(shù)時輸入的自變量通過特定的接口調(diào)入了C函數(shù)，得出的結(jié)果再通過該接口調(diào)回Matlab。該特定接口的操作，包含在mexFunction這個函數(shù)中，由使用者具體設(shè)定。
所以現(xiàn)在我們要寫一個包含add和mexFunction的C文件，Matlab調(diào)用函數(shù)，把函數(shù)中的自變量（如上例中的1.1和2.2）傳給mexFunction的一個參數(shù)，mexFunction把該值傳給add，把得出的結(jié)果傳回給mexFunction的另一個參數(shù)，Matlab通過該參數(shù)來給出在Matlab語句中調(diào)用函數(shù)時的輸出值（如上例中的a）。
比如該C文件已寫好，名為add.c。那么在Matlab中，輸入：
>> mex add.c
就能把a(bǔ)dd.c編譯為MEX文件（編譯器的設(shè)置使用指令mex -setup），在Windows中，MEX文件類型為mexw32，即現(xiàn)在我們得出add.mexw32文件。現(xiàn)在，我們就可以像調(diào)用M函數(shù)那樣調(diào)用MEX文件，如上面說到的例子。所以，通過MEX文件，使用C函數(shù)就和使用M函數(shù)是一樣的了。
我們現(xiàn)在來說mexFunction怎樣寫。
mexFunction的定義為：
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[]) {}
可以看到，mexFunction是沒返回值的，它不是通過返回值把結(jié)果傳回Matlab的，而是通過對參數(shù)plhs的賦值。mexFunction的四個參數(shù)皆是說明Matlab調(diào)用MEX文件時的具體信息，如這樣調(diào)用函數(shù)時：
>> b = 1.1; c = 2.2;
>> a = add(b, c)
mexFunction四個參數(shù)的意思為：
nlhs = 1，說明調(diào)用語句左手面（lhs－left hand side）有一個變量，即a。
nrhs = 2，說明調(diào)用語句右手面（rhs－right hand side）有兩個自變量，即b和c。
plhs是一個數(shù)組，其內(nèi)容為指針，該指針指向數(shù)據(jù)類型mxArray。因為現(xiàn)在左手面只有一個變量，即該數(shù)組只有一個指針，plhs[0]指向的結(jié)果會賦值給a。
prhs和plhs類似，因為右手面有兩個自變量，即該數(shù)組有兩個指針，prhs[0]指向了b，prhs[1]指向了c。要注意prhs是const的指針數(shù)組，即不能改變其指向內(nèi)容。
因為Matlab最基本的單元為array，無論是什么類型也好，如有double array、 cell array、 struct array……所以a,b,c都是array，b = 1.1便是一個1x1的double array。而在C語言中，Matlab的array使用mxArray類型來表示。所以就不難明白為什么plhs和prhs都是指向mxArray類型的指針數(shù)組。
完整的add.c如下：
// add.c
#include "mex.h" // 使用MEX文件必須包含的頭文件
// 執(zhí)行具體工作的C函數(shù)
double add(double x, double y) {return x + y;
}
// MEX文件接口函數(shù)
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[]) {double *a;double b, c;plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);a = mxGetPr(plhs[0]);b = *(mxGetPr(prhs[0]));c = *(mxGetPr(prhs[1]));*a = add(b, c);
}
mexFunction的內(nèi)容是什么意思呢？我們知道，如果這樣調(diào)用函數(shù)時：
>> output = add(1.1, 2.2);
在未涉及具體的計算時，output的值是未知的，是未賦值的。所以在具體的程序中，我們建立一個1x1的實double矩陣（使用mxCreateDoubleMatrix函數(shù)，其返回指向剛建立的mxArray的指針），然后令plhs[0]指向它。接著令指針a指向plhs[0]所指向的mxArray的第一個元素（使用mxGetPr函數(shù)，返回指向mxArray的首元素的指針）。同樣地，我們把prhs[0]和prhs[1]所指向的元素（即1.1和2.2）取出來賦給b和c。于是我們可以把b和c作自變量傳給函數(shù)add，得出給果賦給指針a所指向的mxArray中的元素。因為a是指向plhs[0]所指向的mxArray的元素，所以最后作輸出時，plhs[0]所指向的mxArray賦值給output，則output便是已計算好的結(jié)果了。
上面說的一大堆指向這指向那，什么mxArray，初學(xué)者肯定都會被弄到頭暈眼花了。很抱歉，要搞清楚這些亂糟糟的關(guān)系，只有多看多練。
實際上mexFunction是沒有這么簡單的，我們要對用戶的輸入自變量的個數(shù)和類型進(jìn)行測試，以確保
輸入正確。如在add函數(shù)的例子中，用戶輸入char array便是一種錯誤了。
從上面的講述中我們總結(jié)出，MEX文件實現(xiàn)了一種接口，把C語言中的計算結(jié)果適當(dāng)?shù)胤祷亟oMatlab罷了。當(dāng)我們已經(jīng)有用C編寫的大型程序時，大可不必在Matlab里重寫，只寫個接口，做成MEX文件就成了。另外，在Matlab程序中的部份計算瓶頸（如循環(huán)），可通過MEX文件用C語言實現(xiàn)，以提高計算速度。
總結(jié)
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