matlab调用c语言编程

matlab与C语言混合编程

用C编写mex程序

大家都知道，matlab是一种解释型的编程环境，也就是说，跟以前的basic一样，是读

一句执行一句的。这样做可以很方便的实现编程过程中的交互，也免去了麻烦又耗时的

编译过程。但凡事有一利必有一弊，matlab在执行时速度慢也就根源于此。在matlab里

tic

for i=1:10000

b(i)=a(10001-i);

end

怎么样，是不是很慢？

你的程序里如果再多几个这样的循环，运行速度就可想而知了。

上面程序的功能是将向量a里的数据逆序赋给向量b。下面的程序可以实现相同的功能

tic

b=a(10000:-1:1);

为什么这个程序运行速度就这么快呢？这是因为matlab里的基础矩阵运算函数，像转置，复制等等，都是以二进制程序的形式存在的，运行起来速度当然比解释执行10000次所以编matlab程序时，应该尽量避免用循环语句，而使用等效的矩阵运算。虽然这样

但总是有的时候没法找到对应的矩阵运算来等效，或编出来的程序复杂得让人没法修

简单地说，mex程序就是根据一定的接口规范（matlab提出的）编写的一个dll，matla

比如我编了一个mex函数，名字叫max2.dll，那么只要把这个dll所在的目录加到matlab 的搜索路径里（用addpath），就可以像调用普通matlab函数一样来调用它了。因为把

循环体放到了二进制程序中，执行速度快得多。

Mex文件既可以用c，也可以用fortran来编。因为我用的是c语言，所以下面的介绍都

用c语言编写mex文件的方法。如果你用的是fortran，请你自己去看Apiguide.pdf，里

面有详细说明。

前面说到通过把耗时长的函数用c语言实现，并编译成mex函数可以加快执行速度。这是 Matlab5.1本身是不带c语言的编译器的，所以要求你的机器上已经安装有VC,BC或Wat com C中的一种。如果你在安装Matlab时已经设置过编译器，那么现在你应该就可以使用mex命令来编译c语言的程序了。如果当时没有选，只要在Matlab里键入mex -setup

，就会出现一个DOS方式窗口，下面只要根据提示一步步设置就可以了。由于我用的是w 听说Matlab5.2已经内置了C语言的编译器，那么下面的这些可能就用不着了。可惜现

需要注意的是，在设置编译器路径时，只能使用路径名称的8字符形式。比如我用的V C5装在路径C:\PROGRAM FILES\DEVSTUDIO下，那在设置路径时就要写成：C:\PROGRA~1

示例程序一、

这样设置完之后，mex就可以执行了。为了测试你的路径设置正确与否，把下面的程序

存为hello.c。

#include "mex.h"

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

{

mexPrintf("hello,world!\n");

}

假设你把hello.c放在了C:\TEST\下，在Matlab里用CD C:\TEST\ 将当前目录改为C:\ TEST\（注意，仅将C:\TEST\加入搜索路径是没有用的）。现在敲：

mex hello.c

如果一切顺利，编译应该在出现编译器提示信息后正常退出。如果你已将C:\TEST\加入了搜索路径，现在键入hello，程序会在屏幕上打出一行：

hello,world!

看看C\TEST\目录下，你会发现多了一个文件：HELLO.DLL。

这样，第一个mex函数就算完成了。怎么样，很简单吧。下一次，会对这个最简单的程

序进行分析，并给它增加一些功能。

分析hello.c，可以看到程序的结构是十分简单的，整个程序由一个接口子过程mexFunction构成。前面提到过，Matlab的mex函数有一定的接口规范，就是指这nlhs：输出参数数目

plhs：指向输出参数的指针

nrhs：输入参数数目

例如，使用[a,b]=test(c,d,e) 调用mex函数test时，传给test的这四个参数分别是2，plhs，3，prhs。其中：

prhs[0]=c

prhs[1]=d

prhs[2]=e

当函数返回时，将会把你放在plhs[0]，plhs[1]里的地址赋给a和b，达到返回数据的目的。

细心的你也许已经注意到，prhs和plhs都是指向类型mxArray类型数据的指针。

这个类型是在mex.h中定义的，事实上，在Matlab里大多数数据都是以这种类型存在。当然还有其他的数据类型，可以参考Apiguide.pdf里的介绍。

为了让大家能更直观地了解参数传递的过程，我们把hello.c改写一下，使它能根据输

入参数的变化给出不同的屏幕输出：

//hello.c 2.0

#include "mex.h"

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

{

int i;

i=mxGetScalar(prhs[0]);

if(i==1)

mexPrintf("hello,world!\n");

else

mexPrintf("大家好！\n");

}

将这个程序编译通过后，执行hello(1),屏幕上会打出：

hello,world!

而hello(0)将会得到：

大家好！

现在，程序hello已经可以根据输入参数来给出相应的屏幕输出。在这个程序里，除了用到了屏幕输出函数mexPrintf（用法跟c里的printf函数几乎完全一样）外，还用到了一

个函数：mxGetScalar，调用方式如下：

i=mxGetScalar(prhs[0]);

"Scalar"就是标量的意思。在Matlab里数据都是以数组的形式存在的，mxGetScalar的

作用就是把通过prhs[0]传递进来的mxArray类型的指针指向的数据（标量）赋给C程序里的变量。这个变量本来应该是double类型的，通过强制类型转换赋给了整形变量i。

既然有标量，显然还应该有矢量，否则矩阵就没法传了。看下面的程序：