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C语言实现MATLAB 6.5中M文件的方法


【IT168技术文档】

  摘要:本文着重描述了运用MATLAB命令将M文件翻译为C语言程序,并修改为可直接调用的C语言函数的方法,使用该方法所需要注意的方法局限性和MATLAB版本差异的影响。运用该方法将能够使C语言能直接使用MATLAB当中已经完成的数学计算功能,大大扩充了C语言的数学计算功能和开发效率。

  关键词:MATLAB;M文件;C语言接口

  众所周知,MATLAB是一个功能强大的数学软件,擅长于用矩阵运算完成各种数学功能。但是其程序需要在MATLAB环境下解释执行,效率不高。如果能将它强大的函数库用于C语言,利用C来编译执行,MATLAB将能发挥更大的作用。所以,MATLAB从5.0开始已经提供了与外部C/C++程序的应用程序接口,为利用C语言调用MATLAB的函数提供了可能。但是MATLAB的接口发展很快,到MATLAB 6.5已经提供了对VC 7.0的支持,同时对C的接口相对于5.X版本有了一定的改变。

  在MATLAB当中,我们利用M文件来实现函数,每一个M文件实现一个单独的功能,这一点和C语言当中的函数是相互对应的。所以,如果我们能将MATLAB中的M文件转化为C语言下的一个单个函数,就能实现MATLAB中相应的功能。

  实现方法

  整个过程可分为三个主要部分,用MATLAB将M文件翻译为C语言文件,从生成的C语言文件提取出有用语句,编写数据转换程序实现参数格式转换。整个过程最终将把M文件翻译成C语言当中的一个具有相同功能的函数,供其它的程序调用。

  本文用一个最简单的M文件来示例:

  文件名:messay.m
function c=messay() a=3.4; b=5.6; c=sqrt(a)+sqrt(b);
  该m文件实现了计算

  1、将M文件编译为C语言文件

  为了将M文件翻译为C语言文件,需要进行一定的设置,这里假设编写C语言的环境为VC6.0,在MATLAB命令提示符下输入mex -setup和mbuild -setup命令,在相应选项中选择Microsoft Visual C/C++即可。

  在MATLAB命令行中使用mcc命令将messay.m翻译为C代码。
mcc -m messay.m
  其中的参数-m代表mcc命令将把m文件翻译成C语言的代码。

  翻译命令将在messay.m所在的文件夹下生成三个C语言文件: messay.h,messay.c和messay_main.c。其中messay_main.c提供了main()函数;messay.h提供了整个程序的函数声明;messay.c包含了MATLAB生成的功能函数。这三个文件当中,messay.c中包含了我们所需要的数学函数。

  2、提取有用语句

  通过分析,发现由mcc生成的代码内部参数传送方式由MATLAB链接库规定,难以改动,因此需要提取有用的代码,并更改生成代码的参数传递方式。同时从生成代码的注释中可以看出,真正蕴含M文件功能实现的代码段都在Mmessay()函数当中(该函数名的默认构造方式为前缀M加上M文件的文件名),而其它的生成函数仅实现参数传递和标准化接口服务的功能。

  所以提取代码的具体方法是利用messay.c当中生成的static mxArray * Mmessay(int nargout_)函数,对该函数进行修改,而其他的生成函数都可以忽略不用。原生成的Mmessay()代码如下:
static mxArray * Mmessay(int nargout_) {  mexLocalFunctionTable save_local_function_table = mclSetCurrentLocalFunctionTable(&_local_function_table_messay);  mxArray * c = NULL;  mxArray * b = NULL;  mxArray * a = NULL;  mlfAssign(&a, _mxarray0_);  mlfAssign(&b, _mxarray1_);  mlfAssign(&c, mclPlus(mlfSqrt(mclVv(a, "a")), mlfSqrt(mclVv(b, "b"))));  mclValidateOutput(c, 1, nargout_, "c", "messay");  mxDestroyArray(a);  mxDestroyArray(b);  mclSetCurrentLocalFunctionTable(save_local_function_table_);  return c; }
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