matlab跟c 交互,MATLAB与C/C++混合编程之MATLAB调用C程序

为了让大家能更直观地了解参数传递的过程，我们把hello.c改写一下，使它能根据输

入参数的变化给出不同的屏幕输出：

//hello.c 2.0

#include "mex.h"

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])

{

int i;

i=mxGetScalar(prhs[0]);

if(i==1)

mexPrintf("hello,world!n");

else

mexPrintf("大家好！n");

}

将这个程序编译通过后，执行hello(1),屏幕上会打出：

hello,world!

而hello(0)将会得到：

大家好！

现在，程序hello已经可以根据输入参数来给出相应的屏幕输出。在这个程序里，除了用到了屏幕输出函数mexPrintf(用法跟c里的printf函数几乎完全一样)外，还用到了一个函数：mxGetScalar，调用方式如下：

i=mxGetScalar(prhs[0]);

"Scalar"就是标量的意思。在Matlab里数据都是以数组的形式存在的，mxGetScalar的作用就是把通过prhs[0]传递进来的mxArray类型的指针指向的数据(标量)赋给C程序里的变量。这个变量本来应该是double类型的，通过强制类型转换赋给了整形变量i。既然有标量，显然还应该有矢量，否则矩阵就没法传了。看下面的程序：

//hello.c 2.1

#include "mex.h"

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[],

int nrhs, const mxArray *prhs[])

{

int *i;

i=mxGetPr(prhs[0]);

if(i[0]==1)

mexPrintf("hello,world!n");

else

mexPrintf("大家好！n");

}

这样，就通过mxGetPr函数从指向mxArray类型数据的prhs[0]获得了指向double类型的指针。

但是，还有个问题，如果输入的不是单个的数据，而是向量或矩阵，那该怎么处理呢 ？通过mxGetPr只能得到指向这个矩阵的指针，如果我们不知道这个矩阵的确切大小，就

没法对它进行计算。

为了解决这个问题，Matlab提供了两个函数mxGetM和mxGetN来获得传进来参数的行数 和列数。下面例程的功能很简单，就是获得输入的矩阵，把它在屏幕上显示出来：

//show.c 1.0

#include "mex.h"

#include "mex.h"

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])

{

double *data;

int M,N;

int i,j;

data=mxGetPr(prhs[0]); //获得指向矩阵的指针

M=mxGetM(prhs[0]); //获得矩阵的行数

N=mxGetN(prhs[0]); //获得矩阵的列数

for(i=0;i

{   for(j=0;j

mexPrintf("%4.3f  ",data[j*M+i]);

mexPrintf("n");

}

}

编译完成后，用下面的命令测试一下：

a=1:10;

b=[a;a+1];

show(a)

show(b)

需要注意的是，在Matlab里，矩阵第一行是从1开始的，而在C语言中，第一行的序数为零，Matlab里的矩阵元素b(i,j)在传递到C中的一维数组大data后对应于data[j*M+i] 。

输入数据是在函数调用之前已经在Matlab里申请了内存的，由于mex函数与Matlab共用同一个地址空间，因而在prhs[]里传递指针就可以达到参数传递的目的。但是，输出参数却需要在mex函数内申请到内存空间，才能将指针放在plhs[]中传递出去。由于返回指针类型必须是mxArray，所以Matlab专门提供了一个函数：mxCreateDoubleMatrix来实现内存的申请，函数原型如下：

mxArray *mxCreateDoubleMatrix(int m, int n, mxComplexity ComplexFlag)

m：待申请矩阵的行数

n：待申请矩阵的列数

为矩阵申请内存后，得到的是mxArray类型的指针，就可以放在plhs[]里传递回去了。但是对这个新矩阵的处理，却要在函数内完成，这时就需要用到前面介绍的mxGetPr。使用 mxGetPr获得指向这个矩阵中数据区的指针(double类型)后，就可以对这个矩阵进行各种操作和运算了。下面的程序是在上面的show.c的基础上稍作改变得到的，功能是将输

//reverse.c 1.0

#include "mex.h"

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[],

int nrhs, const mxArray *prhs[])

{

double *inData;

double *outData;

int M,N;

int i,j;

inData=mxGetPr(prhs[0]);

M=mxGetM(prhs[0]);

N=mxGetN(prhs[0]);

plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(M,N,mxREAL);

outData=mxGetPr(plhs[0]);

for(i=0;i

for(j=0;j

outData[j*M+i]=inData[(N-1-j)*M+i];

}

当然，Matlab里使用到的并不是只有double类型这一种矩阵，还有字符串类型、稀疏矩阵、结构类型矩阵等等，并提供了相应的处理函数。本文用到编制mex程序中最经常遇到的一些函数，其余的详细情况清参考Apiref.pdf。

通过前面两部分的介绍，大家对参数的输入和输出方法应该有了基本的了解。具备了这些知识，就能够满足一般的编程需要了。但这些程序还有些小的缺陷，以前面介绍的re由于前面的例程中没有对输入、输出参数的数目及类型进行检查，导致程序的容错性很差，以下程序则容错性较好

#include "mex.h"

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[],  int nrhs, const mxArray *prhs[])

{

double *inData;

double *outData;

int M,N;

//异常处理

//异常处理

if(nrhs!=1)

mexErrMsgTxt("USAGE: b=reverse(a)n");

if(!mxIsDouble(prhs[0]))

mexErrMsgTxt("the Input Matrix must be double!n");

inData=mxGetPr(prhs[0]);

M=mxGetM(prhs[0]);

N=mxGetN(prhs[0]);

plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(M,N,mxREAL);

outData=mxGetPr(plhs[0]);

for(i=0;i

for(j=0;j

outData[j*M+i]=inData[(N-1-j)*M+i];

}

在上面的异常处理中，使用了两个新的函数：mexErrMsgTxt和mxIsDouble。MexErrMsgTxt在给出出错提示的同时退出当前程序的运行。MxIsDouble则用于判断mxArray中的数据是否double类型。当然Matlab还提供了许多用于判断其他数据类型的函数，这里不加详述。

需要说明的是，Matlab提供的API中，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等等。而带mx前缀的则大多是与Matlab环境进行交互的函数，如mexPrintf，mxErrMsgTxt等等。了解了这一点，对在Apiref.pdf中查找所需的函数很有帮助。

至此为止，使用C编写mex函数的基本过程已经介绍完了。