第十章MATLAB外部程序接口技术

MEX文件主要有以下几方面的应用：
– 已经开发的C语言程序，则不必将其转化为M文件而重复劳动， 通过添加入口程序mexFunction，可以由MATLAB调用。 – 在MATLAB中，M文件的计算速度特别是循环迭代的速度远比C 语言慢，因此可以把要求大量循环迭代的部分用C语言编写为 MEX文件，提高计算速度。
y = mxGetPr(plhs[0]);
/* Call the timestwo subroutine. */ timestwo(y,x);
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Matlab与C语言混合编程示例（续）
第三步：将此MEX文件复制到当前工作目录进行编译和链
接
– 在MATLAB命令窗口中输入： mex timestwo.c
– MEX文件：
» 是matlab环境下调用C、FORTRAN语言编写的应用程序模块。
MATLAB提供的外部程序接口技术主要由三种
– matlab 计算引擎：
» 在使用C、FORTRAN编程时可调用matlab函数库进行计算。
– MAT文件：
» 实现matlab与C、FORTRAN语言程序间的数据交换
– 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 plhs[0]=a plhs[1]=b
——注意：MEX文件的两个主要部分在使用中可以是独立的，也可 以是组合在一起的。不管是哪一种情况，MEX文件都必须包含 头文件"mex.h"，以便正常申明入口程序。
/* Create matrix for the return argument. */
plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(mrows,ncols, mxREAL); /* Assign pointers to each input and output. */ x = mxGetPr(prhs[0]);
第四步：编译后就可以象调用M函数一样调用timestwo了
– 在MATLAB命令窗口中输入：
– x=2;
– y=timestwo(x);
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内容回顾
目的和要求：
– 了解采用MEX文件方式实现MATLAB与C语言混合编程的方法
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Matlab与C语言混合编程示例
例： 第一步：给出一个简单的C语言程序
– 该程序的功能是将标量x加倍。
– #include "math.h" void timestwo(double y[], double x[]) { y[0]=2.0*x[0]; return; }
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Matlab与C语言混合编程示例（续）
第二步：编写与C语言程序功能相同的MEX文件
#include "mex.h"
void timestwo(double y[], double x[]) { y[0] = 2.0*x[0]; } void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[] ) { double *x,*y; int mrows,ncols; } /* The input must be a noncomplex scalar double.*/ mrows = mxGetM(prhs[0]); ncols = mxGetN(prhs[0]); if( !mxIsDouble(prhs[0]) || mxIsComplex(prhs[0]) || !(mrows==1 && ncols==1) ) { mexErrMsgTxt("Input must be a noncomplex scalar double.");
/* Check for proper number of arguments. */ if(nrhs!=1) { mexErrMsgTxt("One input required."); } else if(nlhs>1) { mexErrMsgTxt("Too many output arguments"); } }
– 直接控制硬件，如A/D采集卡，D/A输出卡等，以用于数据采集 或控制应用。
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MEX文件（续）
MEX文件的源程序由两部分组成：
– 计算子程序
» 包含所有完成计算功能的程序代码，计算程序可以是普通的C语言程序，按 照C语言规则编写即可
– 入口子程序mexFunction
» 在MATLAB系统与被调用的外部子程序间建立通信联系 » 入口子程序的名字必须是mexFunction，调用格式为： void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs, mxArray *prhs[])

mxArray:一种数据类型，在matlab和C的混合编中所有与变量有关的数据类型都 为mxArray类型


nlhs：输出参数数目
plhs：指向mxArray的输出参数的指针 nrhs：输入参数数目 Prhs：指向mxArray的输入数据的指针。 5
MEX文件（续）
mexFunction函数举例
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Matlab与C语言程序的应用编程接口
MATLAB不能在M文件中直接调用C语言程序 MEX（MATLAB
Executable)动态链接函数接口
– 是MATLAB调用别的语言（包括C语言）编写的程序或算法的接 口
MEX文件
– 是一种动态链接程序， MATLAB可以象调用M文件一样调用它
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MEX文件
第十章
MATLAB外部程序接口技术
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MATLAB外部程序接口技术
MATLAB功能强大，开发效率高，但主要缺点是执行速度比较慢 MATLAB提供了外部程序接口，允许MATLAB和其他应用程序进行
数据交换，并提供了C/C++， FORTRAN数学和图形函数库，为在其 他程序设计语言中调用MATLAB高效算法提供了可能。