MATLAB编程与应用系列-第16章 外部接口技术（2）

2023年11月12日 181次阅读 来源: 德特数据

本章教程共分为7篇进行阐述：
MATLAB编程与应用系列-第16章 外部接口技术（1）
MATLAB编程与应用系列-第16章 外部接口技术（2）
MATLAB编程与应用系列-第16章 外部接口技术（3）
MATLAB编程与应用系列-第16章 外部接口技术（4）
MATLAB编程与应用系列-第16章 外部接口技术（5）
MATLAB编程与应用系列-第16章 外部接口技术（6）
MATLAB编程与应用系列-第16章 外部接口技术（7）

本系列教程来源于出版书籍《基于MATLAB编程基础与典型应用书籍》，如涉及版权问题，请联系：156204968@qq.com。 出版社：人民邮电出版社， 页数：525。

本系列教程目前基于MATLABR2006a，可能对于更高级版本的功能和函数有差异，教程中如有问题，请联系：156204968@qq.com

16.2.2 编写C语言MEX文件

在了解了C语言MEX文件的基本结构，扩展名以及MEX函数库函数和MX函数库函数后，在本小节中，首先对MATLAB编写C语言MEX文件的环境进行配置，然后通过两个简单的MEX文件实例来演示C语言MEX文件的编写。

1. MEX文件配置

为了使用不同语言，例如C, C++,或者FORTRAN编写MEX文件，通过MATLAB应用程序接口编译成MATLAB可执行文件，需要对MATLAB编译环境进行配置。成功配置MEX开发环境需要具备两个条件：

  • MATLAB开发环境和应用程序接口(API)组件和MATLAB接口程序编译器(Compiler)；
  • C, C++或者FORTRAN语言的编译器，比如Visual Studio C++, FORTRAN等不同语言编译器环境。

在MATLAB命令行窗口中输入：

>> mex -setup
Please choose your compiler for building external interface (MEX) files: 

Would you like mex to locate installed compilers [y]/n? y

Select a compiler: 
[1] Lcc C version 2.4.1 in C:\PROGRAM FILES\MATLAB\R2006A\sys\lcc 
[2] Microsoft Visual C/C++ version 6.0 in C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 

[0] None 

Compiler: 2

Please verify your choices: 

Compiler: Microsoft Visual C/C++ 6.0 
Location: C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 

Are these correct?([y]/n): y

Trying to update options file: 
C:\Documents and Settings\Motor308\Application Data\MathWorks\MATLAB\R2006a\mexopts.bat 
From template:              
C:\PROGRAM FILES\MATLAB\R2006A\BIN\win32\mexopts\msvc60opts.bat

这样就基本完成了MATLAB编译器C语言接口的配置。然后可以通过编写简单的MEX文件来验证编译器配置正确与否。

2. MEX编程实例演示

完成MEX环境配置后，就可以编写简单的MEX文件进行环境测试。首先编写一个实现MATLAB开发环境中ones(M,N)函数功能的MEX文件。

/*
 * mexSimpleDemo2.c
*/

#include "mex.h"
int mexSimpleDemo2(double y[], int m_size, int n_size);

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[],
                  int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    //变量声明
    double *y;
    int m,n;
    
    //输入输出参数个数检测
    if (nlhs != 1)
        mexErrMsgTxt("Error: At least one output parameter is required!");
    if (nrhs > 2)
        mexErrMsgTxt("Error: No more than two input parameters");
            
    //获取输入数组大小
    m = mxGetScalar( prhs[0] );
    n = mxGetScalar( prhs[1] );
    
   //获取输出数组的指针和建立初始值。
    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(m,n,mxREAL);
    y = mxGetPr(plhs[0]);
    
    //调用子函数
    mexSimpleDemo2(y, m ,n);
    
}

//算法子程序
int mexSimpleDemo2(double *y, int m_size, int n_size)
{
    int i,j;
    for( i = 0; i < m_size; i++)
        for( j = 0; j < n_size; j++)
            *y++ = 1;
    
    return(EXIT_SUCCESS);
}

编译该程序后，在Matlab命令行窗口中输入以下命令：

>> mexSimpleDemo2(5,3)      %输出参数不匹配，导致错误
??? Error: At least one output parameter is required!
>> c=mexSimpleDemo2(5,3,6)  %输入参数不匹配，导致输入参数检测错误
??? Error: No more than two input parameters
>> c=mexSimpleDemo2(3,4)    %mex文件的正确调用格式

c =

     1     1     1     1
     1     1     1     1
     1     1     1     1

3. 字符串操作

在上一个实例中，可以看到MEX文件的编写结构清晰，实现特定功能的C语言算法子函数完全采用C语言函数库进行，通过编写mexFunction函数接口实现在MATLAB中调用C语言函数。在本实例中，将演示MEX文件进行字符串操作，统计字符串中特定字符的个数。

/*
 *  mexSimpleDemo3.c
  */
#include "mex.h"
int mexSimpleDemo3( char *input_buf, int buf_len);

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[],
                                 int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    //variables declaration
    char *input_buf;
    int count, buf_len,flag;
    
    //输出参数个数统计，没有输出参数。
    if (nlhs >= 1)
        mexErrMsgTxt("Error: No output parameter is required!");
    //输入参数类型检测，输入必须为字符串类型。
    if ( mxIsChar(prhs[0]) != 1)
        mexErrMsgTxt("Error: Input must be string!");
    if ( mxGetM(prhs[0]) != 1)
        mexErrMsgTxt("Error: Input must be a row vector!");
    
    //统计输入字符串的长度
    buf_len = (mxGetM(prhs[0]) * mxGetN(prhs[0])) + 1;
    
    //给输入字符串分配内存空间
    input_buf = mxCalloc(buf_len, sizeof(char));
    flag = mxGetString(prhs[0], input_buf, buf_len);
    
    if( flag != 0)
        mexWarnMsgTxt("Not enough memory space!");
    
    // 调用字符串统计子函数统计字母s(S)的个数
    count = mexSimpleDemo3(input_buf, buf_len);
    mexPrintf("Then number of character s(S) in the input string is %d.",count);
    
}

//字符串统计子函数统计字母s(S)的个数子函数
int mexSimpleDemo3( char *input_buf, int buf_len)
{
    int i, count;
    count = 0;
    for( i = 0; i < buf_len; i++)
        if((*(input_buf + i) == 's')||(*(input_buf + i) == 'S'))
            count ++;
    
    return count;
}

编译该程序后，在Matlab命令行窗口中输入以下命令：

>> mexSimpleDemo3(1)                            %输入参数类型不匹配，导致错误
??? Error: Input must be string!
>> c=mexSimpleDemo3('This is a simple demo to mex files!')  %输出参数个数不正确，导致错误
??? Error: No output parameter is required!
>> mexSimpleDemo3('This is a simple demo to mex files!')    %正确的mex文件调用格式
Then number of character s(S) in the input string is 4.>>

作者：德特数据
联系方式:156204968@qq.com

    原文作者：德特数据
    原文地址: https://www.jianshu.com/p/bc88f23b2784
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