Matlab调用C程序
Matlab调用C程序
Matlab是矩阵语言,如果运算可以用矩阵实现,其运算速度非常快。但若运算中涉及到大量循环,Matlab的速度令人难以忍受的。当必须使用for循环且找不到对应的矩阵运算来等效时,可以将耗时长的函数用C语言实现,并编译成Mex文件,Matlab便可以像调用内建函数一样调用C编写的函数。Mex文件其实是一种动态链接库,旧版本Matlab可以直接调用.dll,新版本要调用.mexw32或.mexw64文件。
编译过程需要C语言编译器,在Matlab中键入mex –setup进行安装与配置。
MEX文件的源代码组成:
(1)功能子程序。该过程包含了Mex文件实现计算功能的代码,是标准的C语言子程序。
(2)入口子程序。该过程提供功能子程序与Matlab之间的接口,以mexFunction函数实现。注意,入口过程的名称必须是mexFunction,并且包含四个参数,即
void mexFunction(int nlhs,mxArray*plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[]);
nrhs(left hand side): 输入参数的个数;
prhs是一个输入数组,其内容为指针,指向mxArray类型的数据(MATLAB中所有数据都是以矩阵的形式mxArray保存的)。
nlhs, plhs含义类似。
具体地,若在Matlab中执行[a,b]=test(c,d,e) ,则nlhs=2, nrhs=3,prhs[0]指向c,prhs[1]指向d,prhs[2]指向e(可以理解为:prhs[0]=&c, prhs[1]=&d, prhs[2]=&e),注意prhs是const指针数组,故不能改变其指向内容;函数返回时将plhs[0],plhs[1]指向的内容赋给a,b(可以理解为a=*plhs[0], b=*plhs[1])。
#include "mex.h" double add(double x, double y) { return x + y; } void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[]) { double * a; double b, c; plhs[] = mxCreateDoubleMatrix(, , mxREAL); a = mxGetPr(plhs[]); b = *(mxGetPr(prhs[])); c = *(mxGetPr(prhs[])); *a = add(b, c); }
将add.c拷贝至Matlab当前目录,执行mex add.c,生成add.mexw64,该文件实现求和功能。此时便可在Matlab中调用该函数:
>> output = add(1.1, 2.2);
分析:
#include "mex.h"
Mex源文件必须包含mex.h,该头文件提供了大量Matlab与C(或Fortran)语言的之间的接口函数,函数前缀有mex-和mx-两种,带mx-前缀的大多是对mxArray数据进行操作的函数,如mxIsDouble,mxCreateDoubleMatrix等;而带mex-前缀的则大多是与Matlab环境进行交互的函数,如mexPrintf,mexErrMsgTxt等。具体可参考Apiref.pdf。
plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1,mxREAL);
建立一个1x1的double类型的矩阵,返回刚建立的mxArray的地址,赋给指针plhs[0];
a = mxGetPr(plhs[0]);
返回指针plhs[0]所指向矩阵的第一个实数的地址,并赋给a;
b = *(mxGetPr(prhs[0]));
获取指针prhs[0]指向矩阵的第一个实数,并赋给b;
*a = add(b, c);
调用C程序add,计算b,c之和并赋给a指向的内容;
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