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浅析VC与Matlab联合编程<三>

上一篇 / 下一篇 2006-09-14 16:49:55 / 天气: 晴朗 / 心情: 高兴

在“浅析VC与Matlab联合编程<一>”和“浅析VC与Matlab联合编程<二>”中介绍了matcom，这个工具可以将用matlab写的m文件翻译成C++文件，或者是可执行文件（exe）或库文件(dll)。但是matcom在很多方面也有限制，比如，对struct等类的支持有缺陷，部分绘图语句无法实现或得不到准确图象，尤其是三维图象。
　　实际上VC与matlab的接口实现方法有很多种，matcom只是其中一种，本文再介绍一种比较容易实现的方法：COM接口方法。COM（Compponent Object Model组件对象模型）是一项比较复杂的技术，详细讲的话几本书也讲不完，所以在这里不作介绍，本文通过一个例子详细介绍如何在matlab下做COM组件，以及如何在VC中调用COM组件。
　　首先在Matlab编辑器里编辑m函数文件：启动matlab->File->New->M-file 函数内容如图1：该函数无输入输出参数，文件保存为huatu.m。

图1 m函数huatu.m

在matlab下建立COM组件，步骤如下：
1、在matlab command window 输入如下命令：
>> comtool
出现com编辑界面，如图2：

图2 com组件编辑界面

2、新建工程：File->New Project…,如图3。

图2 com组件属性设置

3、设置组件属性，在"Component name"项中填写组件名称"component",这时候会自动生成类"component",在"Class name"项中填写类名称"huatu",如图4,

图4 com组件属性设置1

　　为了便于区分,选中"Classes"中的"component",点击“remove”按钮，将类component移除，再点击"Add>>"添加新类huatu,结果如图5。点击"OK"，接下来出现一个对话框，选择"Yes".

图5 com组件属性设置2

4. 添加文件：选中左边工作区的"huatu",点击Project->Add File…，选择已经编辑好的函数文件huatu.m,如图6。需要注意的是m文件必须是m函数,否则会报错,如果是m脚本文件的话,只需要改为无输入输出参数的m函数即可。

图6 添加m文件

5、生成 com组件:点击Build->COM Object…，结果如图7。

图7

com组件已经由matlab做好，默认的保存位置为：matlab安装位置\work\component。

VC中调用COM组件,步骤如下：
1、在VC中建立名为ComHuaTu的基于对话框的MFC(exe)。
2、面板上添加一个名为“画图”的button按钮，如图8。

图7 工程界面

3、将component_idl.h 和component_idl_i.c文件拷贝到VC建立的工程ComHuaTu目录下。两文件默认目录为\work\component\src
4、将上面两文件加入工程：工程->添加工程->Files，选择刚刚拷到目录下的component_idl.h 和component_idl_i.c文件。
5、将目录/extern/include/下的mwcomtypes.h拷贝到工程ComHuaTu目录下，并加入到工程中，方法同上。
6、为程序添加头文件component_idl.h 、component_idl_i.c和mwcomtypes.h，结果如图9

图9 添加头文件

7、按钮画图函数添加代码：
Y9LjOV&`nFc n2F0
-Udy$Jw2A-nH le!KZ0图10 添加按钮函数代码
Y,U gh7s{"p\ Z!b0EDA中国门户网站W6T1X&uw0M;c+{
函数代码的意义涉及到COM，正在写VC调用COM组件所涉及到的有关COM方面的知识。 EDA中国门户网站FevvT7Pe
8、设置预编译头文件：工程->设置(快捷键Alt+F7)，选择C/C++项precomplied Headers，设置如图11
}o-KAs!T Jy`N0EDA中国门户网站DO/iK'?PQ
图11 预编译头文件设置EDA中国门户网站7m Bb@5x6W7_
EDA中国门户网站"~Yp&vzJ&V
9、编译、连接、运行，结果如图12。
q-H f-wF#G0EDA中国门户网站w}-z7imt8Zg7y
图11 运行结果
%F8g"v-O lX;MD$s0EDA中国门户网站?ki:^0E
　　可以看出利用VC调用com组件的方式来调用matlab比较简单，而且几乎支持matlab所有的函数，在m文件较大、用matcom、调用math library或使用mcc方式无法实现的时候，推荐使用。需要说明的是，以上程序拷到另一台机器上是无法直接运行的，因为COM组件没有新机器上注册，如果要在另一台机器上使用的话，还需要打包安装COM组件，并且由于本程序代码很简单，所以也就不提供源程序了，自己可以动手做一下

在前面的介绍中,只是简介绍了VC与Matlab程序设计的几个简单例子，很多关键性的知识都没有介绍（例如函数的输入输出格式，VC中调用工具箱函数，编译器的使用，几种方法的混合使用等等）在以后的文章中，将会对这些知识进行介绍(因此标题也改了一下，呵呵，如果有错误的地方，还望大家多多指点)VC调用Matlab的方法有多种，为了对混合编程有一个大概认识，将常用的几种方法中介绍一下：
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一、通过Matlab Engine方式EDA中国门户网站,V'{/AI5O5s
　　Matlab Engine是指一组Matlab提供的接口函数,支持C语言, Matlab Engine采用C/S(客户机/服务器)模式,Matlab作为后台服务器,而C程序作为前台客户机,通过Windows的动态控件与服务器通信,向Matlab Engine传递命令和数据信息,从Matlab Engine接受数据信息。用户可以在前台应用程序中调用这些接口函数,实现对Matlab Engine的控制。采用这种方法几乎能利用Matlab全部功能，但是需要在机器上安装Matlab软件，而且执行效率低，因此在实际应用中不采用这种方法，在软件开发中也不可行，我认为适合个人使用或做演示用，因此不打算介绍。 EDA中国门户网站&N!H@7@0n6W@F
EDA中国门户网站9C9hy2Sib!m{U.m
二、直接调用Matlab的C/C++数学函数库
|*Ts4IUuzW$`0　　Matlab中提供了可以供C/C++语言调用的C/C++数学函数库，其中包含了大量用C\C++语言重新编写的Matlab数学函数，这些函数涉及到线形代数、数值分析、傅立叶变换、多项式计算、解微分方程等，并且函数库中提供了大量各种矩阵操作函数，在VC中可以直接使用这些函数，通过这些函数可以在VC中方便的实现在Matlab中矩阵运算功能。可以看出用这种方法可以很灵活的调用Matlab来编写应用程序，但要求读者对C\C++语言比较熟悉，可以看出使用这种方法调用Matlab的工具箱函数有很大困难。适合对C\C++语言比较熟悉的用户使用，
/@1CB[p({`0
.`$Kz]_4o0Z5b3c0三、用Matlab自带的Matlab CompilerEDA中国门户网站;Lf&Oa4or${
　　Matlab Compiler的作用是将m文件转化成C/C++代码（也就是通常所用的mcc命令）,这种源代码需要用C/C++编译器编译连接成独立应用程序，在将m文件转成独立应用程序的过程中生成的C/C++文件，原则上是可以被其它的C/C++代码调用的，编译器可以通过设置mcc命令的选项，将m文件编译成动态链接库文件、C/C++文件、可执行文件等一系列文件。到matlab R21.1为止，Matlab Compiler的m程序转换成C/C++代码功能有很多限制：

不能转换脚本m文件，只能转换m函数；
不能使用matlab对象；
不能用input或者eval操作matlab空间变量；
不能动态地命名变量，然后用load或者save命令来操作；
不能处理具有嵌套调用其他m文件的m文件；
不能使用MATLAB内联函数；

四、使用matlab的combuilde工具
_;m1_N8Rc0\@%S0　　 COM是component object module的简称，它是一种通用的对象接口，任何语言只要按照这种接口标准，就可以实现调用它。matlab6.5新推出来的combuilder就是把用matlab编写的程序做成com组件，供其他语言调用。该方法实现简单，通用性强，而且几乎可以使用Matlab的任何函数(注意：不支持脚本文件，脚本文件使用时要改为函数文件)，因此在程序较大、调用工具箱函数或调用函数较多时推荐使用，这也是Matlab公司(Matlab公司就是Mathworks公司)推荐的使用方法。
3zE mY.@0yX0EDA中国门户网站:M9ra9K/p
五、使用matcom工具。
!qZ RK6~\r9G0　　这是个第三方控件，很小(8M多),原本属于mathtool公司，后来被Mathworks公司合并了，使用该工具可以将m脚本文件和m函数转化成相同功能的C\C++文件，相比其它方法使用matcom具有如下优点：

转换过程简单(由matcom工具自动实现)，容易实现；
可以方便的生成动态链接库文件(dll)和可执行文件(exe)；
不仅可以转换独立的脚本文件，也可以转换嵌套脚本文件；
设置环境后，可以使用Matlab的工具箱函数；

但matcom也有以下不足：

对struct等类的支持有缺陷，对class数据类型；
部分绘图语句无法实现或得不到准确图象，尤其是三维图象；

因此在不涉及到三维做图以及m文件不大的情况下推荐使用。
E+h;x*JvoH0
/L%OpDA5m0　　以上几种方法可以单独使用，也可以混合使用。这里简单的介绍了VC和matlab接口的几种方法，读者可以根据需要选择适合自己的方法。需要说明的是上以上几种方法并不是相互独立的，而是有相互联系的，比如使用C/C++函数库与使用编译器，对于实现相同功能的程序，直接调用函数库与使用编译器最终生成的代码可能相差不大，只不过一个是直接在VC中写C/C++代码，一个是在Matlab中写好m代码，然后通过编译器将m代码转化成相同功能的C/C++代码，而在转化的过程中也需要调用相应的C/C++函数库文件。