C＋＋Builder调用Matlab

2003-10-22　网友评论 0 条　点击进入论坛

Borland C ＋ ＋Builder 是 一 种 新 颖 的 可 视 化 编 程 语 言。 在 工 程 应 用 中， 我 们 一 般 用C ＋ ＋Builder 语 言 编 写 应 用 程 序， 实 现 交 互 界 面、 数 据 采 集 和 端 口 操 作 等， 但C ＋ ＋Builder 在 数 值 处 理 分 析 和 算 法 工 具 等 方 面， 其 效 率 远 远 低 于Matlab 语 言。 在 准 确 方 便 地 绘 制 数 据 图 形 方 面，Matlab 语 言 更 具 有 无 可 比 拟 的 优 势。 此 外，Matlab 还 提 供 功 能 强 大 的 工 具 箱。 但Matlab 的 缺 点 是 不 能 实 现 端 口 操 作 和 实 时 控 制。 因 此， 若 能 将 两 者 结 合 运 用， 实 现 优 势 互 补， 将 获 得 极 大 的 效 益。
----本 文 结 合 实 际 介 绍 了 应 用Borland C ＋ ＋ Builder3.0 开 发 的Windos 应 用 程 序 中， 对Matlab 的 调 用 方 法。

一、C ＋ ＋Builder 调 用Matlab 的 实 现 方 案
----1. 实 现 思 路
----在 高 版 本 的Matlab 中（ 如Matlab V4.2） 提 供 了 DDE 接 口， 用 户 可 以 通 过Windows 的DDE 通 信 基 制 实 现 外 部 调 用。 这 种 实 现 方 式 比 较 简 单， 但 将 增 大 主 程 序 代 码， 影 响 运 行 速 度。

----在Windows 系 统 中，DLL 是 一 种 很 特 别 的 可 执 行 文 件， 可 以 被 多 个Windows 应 用 程 序 同 时 访 问， 具 有 固 定 的 共 享 数 据 段。 该 数 据 段 的 数 据 在DLL 被Windows 下 载 前 会 一 直 保 留 在 内 存 中， 因 此 可 以 通 过DLL 实 现 用 户 程 序 与Matlab 之 间 的 数 据 传 输 和 函 数 调 用。

----具 体 地 说， 就 是 利 用Matlab 的32 位 动 态 连 接 库（DLL）， 生 成 相 应 的 可 以 被C ＋ ＋Builder 调 用 的DLL， 用 来 提 供 二 者 之 间 的 基 本 支 撑 环 境。 只 需 在 用 户 程 序 中 加 载 该DLL， 即 可 实 现 其 数 据 段 的 共 享。 然 后 在 用 户 程 序 中 操 作DLL 数 据 段 的 数 据， 并 通 过 某 种 方 式 在 用 户 程 序 中 使Matlab 执 行 该DLL， 就 可 实 现 用 户 程 序 对Matlab 的 调 用。 其 形 式 可 以 是 混 合 编 程 或 函 数 调 用， 非 常 方 便 而 高 效。

----2. 实 现 方 式

----Matlab 提 供 了 可 外 部 连 接 的DLL 文 件， 通 过 将 其 转 换 为 相 应 的Lib 文 件， 并 加 以 必 要 的 设 置， 就 可 以 在C ＋ ＋Builder 中 直 接 进 行Matlab 函 数 调 用， 实 现C ＋ ＋ Builder 语 言 与Matlab 语 言 的 混 合 编 程。

----(1) 运 行 环 境 要 求

----由 于Matlab 提 供 的 是32 位 的DLL。 其 运 行 环 境 要 求 是Matlab V4.2 或 更 高 版 本。C ＋ ＋Builder 可 以 进 行32 位 编 程， 这 里 我 们 采 用 的 是V3.0 版 本。

----(2) C ＋ ＋Builder 下LIB 文 件 的 生 成

----Matlab 提 供 的Def 文 件 允 许 用 户 通 过Implib 命 令 生 成 相 应 的Lib 文 件。 其 命 令 格 式 为：

    Implib  ???.lib  ???.def

----在< matlab >\extern\include 目 录 下， 提 供 了 如 下 三 个.Def 文 件：

    _libeng.def，_libmat.def，_libmx.def

----通 过 上 述 命 令 可 以 生 成 相 应 的 三 个Lib 文 件。 这 些Lib 文 件 中 包 含 了 可 外 部 调 用 的Matlab 函 数 的 必 要 信 息。

二、 实 现 计 算 和 绘 图
----为 清 楚 起 见， 通 过 一 个 简 单 的Cbuilder 例 程 进 行 说 明。 该 实 例 通 过 调 用Matlab 实 现 矩 阵 运 算 并 绘 制 图 形， 来 演 示C ＋ ＋Builder 对Matlab 的 调 用。
----在C ＋ ＋Builder 编 辑 环 境 中， 建 立 一 个 新 的 窗 体MyForm， 并 放 置 一 个 按 钮Demo。 将 工 程 文 件 命 名 为Try.prj， 其 主 函 数 为try.cpp。 在 主 函 数 中， 我 们 将 使 用 一 个 实 现Matlab 调 用 的 子 函 数DemoMatlab， 作 为 按 钮Demo 的 响 应 事 件。 其 源 代 码 如 下：

 ＃include < vcl.h >
 ＃pragma hdrstop

 ＃include “Unit1.h"
 ＃pragma package(smart_init)
 ＃pragma resource “ ＊.dfm"
TMyForm ＊MyForm;

__fastcall TMyForm::TMyForm(Tcomponent ＊ Owner)
    : Tform(Owner)
{
}

void __fastcall TMyForm::DemoClick(Tobject ＊Sender)
{
    DemoMatlab();    // 演 示Matlab 语 言 调 用
}

----为 了 调 用Matlab 中 的 函 数， 必 须 进 行 必 要 的 设 置， 将 包 含 这 些 函 数 的 文 件 加 入 工 程 文 件Try.prj。 以 下 是 操 作 过 程：

在 头 文 件 中 加 入Engine.h。 其 包 含 了 启 动Matlab 调 用 和 关 闭 的 函 数 声 明。
打 开Project|Option... 对 话 框， 点 击Directories/Conditionals。
在Include Path 中， 加 入 目 录 路 径< matlab >\extern\include， 该 路 径 包 含 了engine.h 和matlab.h 等 有 用 的 头 文 件。
在Library Path 中， 加 入< matlab >\bin 和< matlab >\extern\include。 这 两 个 目 录 路 径 包 含 了 可 外 部 调 用 的DLL 和LIB 文 件。
点 选Project|Add to Project... 对 话 框， 加 入 如 下 库 文 件：
    _libeng.lib，_libmat.lib 和_libmx.lib。

----在 进 行 了 这 些 必 要 的 设 置 之 后， 我 们 就 可 以 选 用 适 当 的 函 数 来 实 现 目 标。 以 下 是 子 函 数DemoMatlab 的 程 序 代 码。

       void DemoMatlab
  {
      Engine ＊eng;    // 定 义Matlab 引 擎
      char buffer[200];  // 定 义 数 据 缓 冲 区
      int array[6]={1,2,3,4,5,6};
      mxArray ＊S = NULL, ＊T = NULL;
      engOpen(NULL);  // 打 开MATLAB 引 擎 － － －1

 　 　 　S= mxCreateDoubleMatrix(1,6, mxREAL);
 // 产 生 矩 阵 变 量
      mxSetName(S, “S");
      memcpy((char ＊) mxGetPr(S),(char ＊) array,
      6 ＊sizeof(int));
      engPutArray(eng, S); 
      // 将 变 量X 置 入Matlab 的 工 作 空 间
      engEvalString(eng, “T = S/S.^2;");  // 计 算
      engEvalString(eng, “plot(S, T);");    // 绘 制 图 形
       … …  … …
      engOutputBuffer(eng, buffer, 200); // 获 取Matlab 输 出
         T = engGetArray(eng, “T");     
      // 获 得 计 算 结 果 － － － －2

         engClose(eng);       
        // 关 闭Matlab 引 擎， 结 束 调 用
         mxDestroyArray(S);           // 释 放 变 量
         mxDestroyArray(T);
        }

----若 还 需 要 执 行 其 他 功 能 和 任 务， 那 么 按 照 上 面 介 绍 的 方 法， 进 行 变 量 声 明 后， 在1、2 处 加 写 需 要 的 语 句 即 可。

----当 然， 使 用 这 种 方 法 调 用Matlab 不 能 脱 离 Matlab 环 境 的 支 撑。 但 当 我 们 不 需 要 看 到Matlab 的 命 令 窗 口 时， 可 将 其 赋 予Swhide 属 性 而 加 以 隐 藏。

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