调用matlab算法,在外部调用Matlab引擎实现数学计算

1. 调用MATLAB的方法

Matlab是强大的数学工具，有些时候我们需要自己解一些题，但又不想自己写算法的时候，就可以使用Matlab提供的外部调用功能，也就是说你的程序只需要编写其他部分，而计算交给Matlab实现。

实现外部调用有三种方法：

1.

在C或者Fortran语言中调用(本文介绍)

2.

与Matlab通讯

在UNIX下使用管道(pipe)，在Windows下使用COM和DDE方式

3.

使用WebService接口

如果希望在更大的范围内进行数据交换和计算，比如Internet，可以使用这个接口

本文只介绍第一种方法，如果有人对后两者感兴趣，或者哪天我有空再对后面的两种做介绍。“C或者Fortran语言中调用MATLAB”又称为使用MATLAB引擎，在Matlab的使用手册中，详细的解释了如何使用这个功能。

2. 工作原理

工作流程如下图所示：

Matlab提供了一组C和Fortran的接口函数，我们简单看一下C的接口函数：

C Engine Routines

Function

Purpose

Start up

MATLAB engine

Shut

down MATLAB engine

Get a

MATLAB array from the MATLAB engine

Send a

MATLAB array to the MATLAB engine

Execute

a MATLAB command

Create a

buffer to store MATLAB text output

Start a

MATLAB engine session for single, nonshared use

Determine visibility of

MATLAB engine session

Show or

hide MATLAB engine session

很简单明确的接口吧，一看名字就基本上猜出来用法了。详细使用请看MATLAB的参考手册，如果有需要帮助的可以告诉我。

3. 简单的例子

我们假设需要做如下的运算：

A =

pascal(3);

B = magic(3);

X = A + B

pascal(n)是产生n大小的pascal方阵，在我国一般称为杨辉三角形。

magic(n)产生n大小的幻方，也就是横竖对角线相加的数是相等的。

最后一句话是两个Matrix相加。

在MATLAB中的结果如下：

>> A = pascal(3)

A =

1 1 1

1 2 3

1 3 6

>> B = magic(3)

B =

8 1 6

3 5 7

4 9 2

>> X = A + B

X =

9 2 7

4 7 10

5 12 8

假设我们要自己写代码实现上面的运算。我在WindowsXP(SP2), MATLAB6.5,

VC7.0下实现。具体的步骤是：

1). 设置环境变量PATH

PATH里面要包括MATLAB的exe, dll那个路径 %MATLAB_PATH%binwin32

2). 设置VC的路径

运行VC

include增加MATLAB的include路径 %MATLAB_PATH%externinclude

lib增加%MATLAB_PATH%externlibwin32microsoftmsvc70

3).

在VC中新建一个console项目(也可以是win32,mfc等其他项目)，项目的link输入增加libeng.lib和libmx.lib

4). main函数的代码：

#include

#include

#include

void

print_matrix_2d(mxArray * matrix, const char * matrix_name)

{

//Get the

datatype name of the matrix

const char *

name = mxGetClassName(matrix);

//Get the

data, that is double in this example

double* k =

(double*)mxGetPr(matrix);

//get row and column dimention

int row =

mxGetM(matrix);

int col =

mxGetN(matrix);

//print the matrix

printf("%s =

n", matrix_name);

for(int i =

0; i < row; i++) {

printf(" ");

for(int j = 0; j < col; j++)

printf("%d ", (int)(*(k + i * col +

j)));

printf("n");

}

}

int

main(int argc, char * argv[])

{

Engine

*ep;

mxArray *A =

NULL, *B = NULL, *X = NULL;

//Open the MATLAB Engine

if (!(ep =

engOpen(""))) {

fprintf(stderr, "nCan't start MATLAB enginen");

return EXIT_FAILURE;

}

//Run command in matlab

//A =

pascal(3); B = magic(3); X = A + B;

engEvalString(ep, "A = pascal(3)");

engEvalString(ep, "B = magic(3)");

engEvalString(ep, "X = A + B");

//Get results

A =

engGetVariable(ep, "A");

B =

engGetVariable(ep, "B");

X =

engGetVariable(ep, "X");

//print matrix

print_matrix_2d(A, "A");

print_matrix_2d(B, "B");

print_matrix_2d(X, "X");

printf("Done!n");

//release results

mxDestroyArray(X);

mxDestroyArray(B);

mxDestroyArray(A);

//close MATLAB Engine

engClose(ep);

return

EXIT_SUCCESS;

}

上面的代码很简单，看一下其中的注释参考一下MATLAB的文档就可以理解了。至于为什么要把哪个指针写成(int)(*(k

+ i * col +

j))，是因为在C++里做的，C++对指针类型检查比较严格，而且虽然返回的是double，但实际上我们知道，这个例子中是integer的数据类型。这个还有其他写法，不过这不是我们现在的讨论重点。

5). 运行结果：

A

=

1 1 1

1 2 3

1 3 6

B =

8 3 4

1 5 9

6 7 2

X =

9 4 5

2 7 12

7 10 8

Done!

运行的时候开始会比较慢，这是因为在打开MATLAB引擎，这将会造成一些系统的开销，但是计算的时候会很快。

MATLAB支持窗体式的调用，这意味着你甚至可以重新写一个跟MATLAB界面完全不同的界面。另外，在UNIX系统下，MATLAB可以不在同一台机器上，他有一种方法可以允许调用在不同主机上的MATLAB，这暗示着你可以搭建一个MATLAB服务器。

详细情况请参考MATLAB的文档。

(这个例子比较简单，如果有任何错误或者问题，请给我留言......不知道有没有人看呢还，哈哈)