Matlab与VC混合编程

众所周知，MATLAB是一套功能非常强大的商业数学软件，从信号处理，语音处理，数据采集，数值运算，图像处理，到电子仿真，金融分析等等，几乎在各个工业领域，他都已经得到了广泛应用，同时也取得了巨大的成功。

但是，由于Matlab是用一种脚本语言，他的解释是逐行执行的，程序中所有的变量都是用MxArray来实现的，所以为了保证通用性，它的执行效率非常低，这就是我们常常看到的：在开发一些复杂的算法时，通常会发现程序执行得特别慢，虽然Mathworks公司已经在竭力提高m脚本文件(script files)的运算速度，但目前为止效果仍然不能和实现同样功能的可执行程序相比。而且m脚本文件是不能脱离Matlab这个应用程序环境，这就大大制约了程序的可移植性和通用性。

本文的目的正是基于上述考虑，介绍如何利用matlab提供的C/C++编译器，将m文件编译成可执行的应用程序。编译环境是：MS VC++ 6.0和Matlab6.5。

一、    MATLAB中的操作

1．没有使用图形相关的函数

由于MATLAB的编译器只能对函数m文件进行编译，所以如果原来的程序是脚本程序应改写成函数形式。举例如下：

建立一个m文件test1.m，内容如下：

function y = test1(n)

y = 1 ;

for i = 1 : n

   y = y * i ;

end

用如下命令对其进行编译：

mcc –t –L CPP –h test1.m

（如果程序由多个m文件组成，在编译命令中只需要指定主文件即可，mcc会自动查找相应的m文件进行编译）编译完成后会得到与m文件名相对应hpp和cpp文件，本例中是test1.hpp和test1.cpp。

2． 使用了图形相关的函数

建立一个m文件test2.m，内容如下：

function test2

plot(rand(10));

用如下命令编译：

mcc –p –B sglcpp test2.m

(如果程序由多个文件组成，处理方法同上)

编译完成后得到与m文件名相对应的hpp和cpp文件、一个主函数文件、bin目录中的两个Fig文件以及一个exe文件。我们需要的只是与m文件相对应的hpp文件、cpp文件以及bin目录中的两个fig文件，本例中是test2.hpp，test2.cpp以及bin目录中的FigureMenuBar.fig和FigureToolBar.fig。

二、VC中的操作

相比MATLAB中的操作，VC中需要设置众多的编译选项，显得比较复杂。另外，VC中可选的工程类型比较多，本文将说明MATLAB编译得到的源程序在如下工程类型中的使用

l         MFC Appwizard(exe) (Dialog Based)

l         Win32 Console Application

l         Win32 Application

其实在这几种类型的工程中大部分的操作都是相同的，本文先描述相同的操作，再说明不同的部分。

1．用VC建立相应类型的工程，把第一步中提到的源程序拷贝到工程所在目录中。

2．选择菜单Tools－Options－在属性页中选择Directories－下拉框中选择Include Files，在其最后加入

%MATLAB6P5%\EXTERN\INCLUDE\CPP

%MATLAB6P5%\EXTERN\INCLUDE

其中%MATLAB6P5%为MATLAB的安装路径，如下图所示：



再在下拉框中选择Library Files，在最后加入

%MATLAB6P5%\EXTERN\LIB\WIN32\MICROSOFT\MSVC60

%MATLAB6P5%\EXTERN\LIB\WIN32

如下图所示：



3.选择菜单Project－Settings－属性页Link－下拉列表中选择Input，在Object/library modules文本框中加入 libmmfile.lib libmatlb.lib libmx.lib libmat.lib libmatpm.lib  sgl.lib libmwsglm.lib libmwservices.lib

注意下面的Ignore Libraries文本框，这里需要根据不同的工程类型进行填写，稍后再分情况说明。如下图所示：



4.选择C/C++属性页，在下拉列表中选择Preprocessor，在Preprocessor definitions中加入MSVC,IBMPC,MSWIND如下图所示：



再在下拉框中选择Precomplied Headers，选中Automatic use of precompiled headers，在其中填入stdafx.h，如下图



5.选择菜单Project－Add To Project－Files把所有拷贝过来的cpp文件加入到当前工程中。



下面再依各种不同类型的工程具体说明

1.    MFC Appwizard(exe) (Dialog Based)

（仅以带图形函数的为例，所以需要把test2.hpp和test2.cpp以及两个fig文件拷贝到当前工程中）在主对话框上添加一个Button，并添加按钮的相应函数OnButton1。

在按钮响应函数所在文件中添加如下代码：

#include "test2.hpp"

在按钮相应函数中添加如下代码：

test2();

在对话框类的OnInitDialog函数中添加如下代码：

libmmfileInitialize();

libmwsglmInitialize();

mlfHGInitialize(NULL,NULL);

在对话框的消息WM_DESTROY的处理函数OnDestroy()中加入如下代码：

mlfHGTerminate();

    libmmfileTerminate();

    libmwsglmTerminate();

在上面提到的Ignore Libraries里加入msvcrt.lib，此时即可以编译成功了。

2.    Win32 Console Application

这里建立了一个支持MFC的程序，以不带图形的函数为例，把test1.hpp和test1.cpp拷贝到当前工程中，

在#include "stdafx.h"下面加入

#include "matlab.hpp"

#include "test1.hpp"

// TODO: code your application's behavior here.下面加入如下代码：

mwArray y,n;

        n = 3;

        y = test1(n);

        double *py = mxGetPr(y.GetData());

        printf("%f\n",*py);

    在上面提到的Ignore Libraries里加入msvcrt.lib，由于MATLAB的库函数与VC的输入输出函数cout、cin、cerr冲突，所以需要把MFC生成的代码中

    cerr << _T("Fatal Error: MFC initialization failed") << endl;一行删掉，并且在以后的代码中页不能有cout、cin、cerr。

Win32 Application
选择建立"A simple Win32 Application"，这样的工程中默认是没有主窗口的，只有一个WinMain函数，以带图形的函数为例，把test2.hpp test2.cpp以及

    FigureMenuBar.fig和FigureToolBar.fig拷贝到当前工程中。

       在#include "stdafx.h"下面添加

#include "test2.hpp"

    在WinMain函数中添加如下代码：

libmmfileInitialize();

    libmwsglmInitialize();

    mlfHGInitialize(NULL,NULL);

    test2();

    mlfHGWaitForFiguresToDie();

    mlfHGTerminate();

    libmmfileTerminate();

libmwsglmTerminate();

此时编译能够成功，但会出现两个警告信息，在Ignore Libraries里加入msvcrt.lib,libcd.lib即可去除该信息。

三、程序的发布

由于程序中调用了MATLAB数学函数库或图形库中的函数，所以需要附带MATLAB的这些函数库才能在没有安装MATLAB的机器上运行。幸好MATLAB已经把这两个库的函数打包了，这样就省得我们一个一个去搜集了。该文件就是位于matlab安装目录中extern\lib\win32子目录中的mglarchive.exe。运行该程序即可自动把需要的库函数解压到当前目录中，把编译好的程序放到该目录中拷贝到未装matlab的机器上即可实现脱离matlab。




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