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Matlab 与C 混合编程

2015年8月21日 Projects 0 Comments

通过C/C++语言编写代码,在Matlab中将其编译成mex文件主要可以做以下几方面的事情：

  1. 加快程序的执行速度. Matlab在for上如老牛拉车的速度确实让人抓狂.
  2. 将Matlab作为C++的开发调试环境.尤其是有大量数据需要处理时,用Matlab观察其中间结果十分方便.
  3. 据称可以弥补Matlab硬件设备接口的薄弱环节.

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mexFunction的定义为：
void mexFunction(
int nlhs,
mxArray *plhs[],
int nrhs,
const mxArray *prhs[]) {
 
}

可以看到，mexFunction是没返回值的，它不是通过返回值把结果传回Matlab的，而是通过对参数plhs的赋值。mexFunction的四个参数皆是说明Matlab调用MEX文件时的具体信息，如这样调用函数时：

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b = 1.1; c = 2.2;
a = add(b, c)

mexFunction四个参数的意思为：
nlhs = 1，说明调用语句左手面（lhs－left hand side）有一个变量，即a。
nrhs = 2，说明调用语句右手面（rhs－right hand side）有两个自变量，即b和c。
plhs是一个数组，其内容为指针，该指针指向数据类型mxArray。因为现在左手面只有一个变量，即该数组只有一个指针，plhs[0]指向的结果会赋值给a。
prhs和plhs类似，因为右手面有两个自变量，即该数组有两个指针，prhs[0]指向了b，prhs[1]指向了c。要注意prhs是const的指针数组，即不能改变其指向内容。
因为Matlab最基本的单元为array，无论是什么类型也好，如有double array、 cell array、 struct array……所以a,b,c都是array，b = 1.1便是一个1x1的double array。而在C语言中，Matlab的array使用mxArray类型来表示。所以就不难明白为什么plhs和prhs都是指向mxArray类型的指针数组。

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// add.c
#include "mex.h" // 使用MEX文件必须包含的头文件
// 执行具体工作的C函数
double add(double x, double y) {
　return x + y;
}
// MEX文件接口函数
void mexFunction(
　int nlhs,
　mxArray *plhs[],
　int nrhs,
　const mxArray *prhs[]) {
　double *a;
　double b, c;
  // 建立一个1x1的实double矩阵（使用mxCreateDoubleMatrix函数，其返回指向刚建立的mxArray的指针）,然后令plhs[0]指向它
　plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
　a = mxGetPr(plhs[0]);//令指针a指向plhs[0]所指向的mxArray的第一个元素（使用mxGetPr函数，返回指向mxArray的首元素的指针）。
　b = *(mxGetPr(prhs[0]));//把prhs[0]和prhs[1]所指向的元素（即1.1和2.2）取出来赋给b和c。
　c = *(mxGetPr(prhs[1]));
　*a = add(b, c);//plhs[0]所指向的mxArray赋值给output
}

其中Matlab规定的与操作系统版本有关的mwSize,mwIndex, size_t在32位系统上其实本质上就是int,所以一律用int代替。

 

 

 

 

参考资料：

1、http://blog.sina.com.cn/s/blog_68f34ea50100ms7r.html