VC++和MATLAB

VC++和MATLAB
2009年08月25日
　　摘  要 本文简介了VC++和MATLAB特点，探讨了MATLAB与VC++接口编程的三种方法，并详细论述了MCC和COM组件接口编程的方法和实现过程。研究表明：采用VC++和MATLAB 接口编程方法降低了编程难度，较好地发挥了两者各自的优势。
　　[b]    关键词[/b] MATLAB；VC++；MCC；COM；接口编程
　　
　　[b]    MATLAB是美国MathWorks公司研制开发的一种科学计算软件，它将高性能的数值计算、符号计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数以及功能丰富的工具箱，使用方便，编程效率高。然而，MATLAB是一种解释性语言，运行效率低，不适合作为通用的编程平台。
　　    VC++是Microsoft公司推出的一个基于Windows平台的可视化的集成开发环境，在运行速度、功能性以及应用程序界面开发方面功能强大，但在数值计算和图形绘制方面，VC++并不具备太多优势。因此，采用MATLAB进行核心程序的开发，用VC++制作出友好的程序界面，然后将两者结合起来，可以较大地提高编程效率。
　　    MATLAB引擎采用客户机/服务器(Client/Server) 的方式，提供了一组MATAB API函数，通过调用这些函数实现以用程序进程之间的数据传递。在运用中，让VC++程序作为前端客户机，它向MATLAB引擎传递命令和数据，并从MATLAB引擎接受数据信息，实现动态通讯。
　　    MCC是MATLAB中经过优化的编译器。使用MCC，用户可以将MATLAB数学库、图形库和界面的MATLAB程序转化为独立于MATLAB的EXE应用程序和DLL动态连接库，在VC中编写程序界面并加载调用动态连接库，实现两者之间的连接。
　　    组件对象模型（简称MCR）是以组件为发布单元的对象模型。它提供一种可以共享二进制代码的工业标准，允许任何符合标准的程序访问，所以COM作为不同语言之间的协作开发是非常方便的。MATLAB的COM编译器是在MATLAB6.5中才开始提供的一个新工具，从MATLAB7.0起，这个产品改名为MATLAB Builder for COM。基于COM的混合编程方法也是Mathworks公司推荐使用的方法。
　　    以上三种方法中，采用MATLAB引擎方式，应用程序整体性能好，MATLAB引擎支持功能全面，但需要MATLAB后台运行，不能脱离MALAB环境。而 MCC方法和COM组件方法均可以脱离MATLAB环境，应用程序运行效率高，利于软件的开发，本文将重点论述MCC和COM组件方法。
　　    采用MCC方法需要对MATLAB和VC++接口设置，配置步骤如下：
　　    1) MATLAB编译器配置
　　    首先在MATLAB命令提示符下输入mbuild-setup 命令，选择编译器，(需要注意的是必须确保计算机上已经安装了某个版本的VC++，本文选择visual C++6.0)完成编译器设置。
　　    2) VC++环境设置
　　    (1)设定头文件和库文件路径。在VC++环境菜单栏中选择Tools->Options->Directories，在“Show directories for”栏中首先选择Include files，然后在“directories”中将\Extern\Lib\Win32\ Microsoft \MSVC++60添加进去。再次在“Show directories for”栏中选择Librarys files，再在“directories”中添加\Extern\Include。
　　    (2)设置编译连接选项。在VC++环境菜单栏中选择Project ->setting，然后选择link选项卡，在object/library modules栏中添加mclmcrrt.lib libtest.lib；选择General选项卡，在Microsoft Foundation Classes栏中选择Use MFC in a Shared Library。
　　[b]    [/b]完成MATLAB和VC++的接口设置以后，就可以实现MATLAB和VC++的接口编程，具体步骤如下：
　　    1) 编写M函数文件“mypascal.m”
　　    function m=mypascal(n)
　　    m=pascal(n)；
　　    m=m'；
　　    示例M函数文件的作用是生成一个n阶的帕斯卡矩阵并返回，Pascal矩阵特点：第一行和第一列的元素均为1，其他位置的元素是前方的元素和上方的元素之和。需要注意的是：由于MATLAB中矩阵存储方式是以矩阵的列为先，也就是数据从第一列开始逐列存储的，而C/C++中矩阵则是以第一行开始逐渐存储的，因此在函数的最后一行对返回矩阵取转置运算，等效于使得计算得到的矩阵数据以行模式存储。
　　    2) 编译M文件
　　    在MATLAB命令行输入mcc-B csharedlib：libtest mypascal.m-v命令(或mcc-W lib：libtest-T link：lib mypascal.m)将m文件编译成C共享动态链接库文件。命令执行完毕后，在当前目录中生成C头文件 (libtest .h) 、引入库文件 (libtest.lib) 、ctf(libtest.ctf) 文件、动态链接库文件 (libtest.dll) 、C源文件 (libtest.c)等8个文件。
　　    3) 创建工程对话框
　　[b]    运行visual C++创建一个对话框工程，取名为test，接受所有默认的设置。去掉对话框上的静态文本和按钮，增加一个按钮、一个静态文本框、编辑框以及一个List Control，鼠标右键单击List Control，选择Properties，把View改成Report，对话框界面如图1所示。给List Control控件添加ClistCtrl类的对象m_List，给编辑框关联一个整型成员变量m_size，给按钮增加一个消息响应函数。
　　    4) 添加编译文件到工程
　　    将mcc编译生成的“libtest.h”、“libtest.dll”、“libtest.lib”，“libtest.ctf”四个文件复制到工程目录，将libtest.h加入工程，并在对话框程序文件“testDlg.cpp”中添加头文件“libtest.h”。
　　    5) VC++中调用动态连接库
　　    ① 在OnInitDialog()函数中添加初始化libtest.dll进程的码：
　　BOOL CTestDlg：：OnInitDialog()
　　{
　　CDialog：：OnInitDialog()；
　　// TODO： Add extra initialization here
　　if (!mclInitializeApplication(NULL，0))
　　{AfxMessageBox("不能初始化程序！")；exit(1)；}
　　if (!libtestInitialize()) {AfxMessageBox("不能初始化连接库！")；exit(1)；}
　　return TRUE；  // return TRUE  unless you set the focus to a control
　　}
　　    ② 在void CTestDlg：：OnCreatebuttom()函数中添加以下代码，实现对mypascal.m的调用，并将计算结果显示在对话框界面中。
　　void CTestDlg：：OnCreatebuttom()
　　{
　　// TODO： Add your control notification handler code here
　　UpdateData(TRUE)；
　　double data；
　　data=double(m_size)；
　　mxArray *size； //输入参数
　　mxArray *out=NULL； //输出参数
　　//创建mxArray数据对象，双精度标量
　　size=mxCreateDoubleScalar(data)；
　　//内存复制赋值
　　memcpy(mxGetPr(size)，&data，1*sizeof(double))；          mlfMypascal(1，&out，size)；//函数调用
　　//结果数据显示
　　CString strtext；
　　int i，j；
　　//清除已显示的数据
　　m_List.DeleteAllItems()；
　　intncolumn=m_List.GetHeaderCtrl()->
　　GetItemCount()；
　　for (i=0；i\tool-box\compiler\deploy\ win32目录之下，应用程序运行前要先点击运行MCRInstaller.exe文件，按照提示步骤安装好MCR，然后将工程文件的可执行程序(.exe)、共享库(.dll)以及其对应的ctf文件复制到目标计算机即可独立运行。
　　  
[/b][/b]