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1、Visual C+ 是当前主流的应用程序开发环境之一，开发环境强大，开发的程序执行速度快。但在科学计算方面函数库显得不够丰富、读取、显示数据图形不方便。 Matlab 是一款将数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示结合在一起，包含大量高度集成的函数可供调用，适合科学研究、工程设计等众多学科领域使用的一种简洁、高 效的编程工具。不过由于 Matlab 使用的是解释性语言，大大限制了它的执行速度和应用场合。基于 VC 和 Matlab 混合编程是很多熟悉 VC+ 编程而又需要进行科学计算、数据仿真的科研人员常用的一种方式，其中最简单也最直接的方法就是调用 Matlab 引擎。本文以下部分将详细介绍
2、通过 VC+6.0 调用 Matlab6.5 引擎来达到 VC+ 与 Matlab 数据共享编程的方法。1. 什么是 Matlab 引擎所谓 Matlab 引擎（ engine ），是指一组 Matlab 提供的接口函数，支持 C/C+ 、 Fortran 等语言，通过这些接口函数，用户可以在其它编程环境中实现对 Matlab 的控制。可以主要功能有： 打开 / 关闭一个 Matlab 对话； 向 Matlab 环境发送命令字符串； 从 Matlab 环境中读取数据； 向 Matlab 环境中写入数据。与其它各种接口相比，引擎所提供的 Matlab 功能支持是最全面的。通过引擎方式，应用程序会
3、打开一个新的 Matlab 进程，可以控制它完成任何计算和绘图操作。对所有的数据结构提供 100% 的支持。同时，引擎方式打开的 Matlab 进程会在任务栏显示自己的图标，打开该窗口，可以观察主程序通过 engine 方式控制 Matlab 运行的流程，并可在其中输入任何 Matlab 命令。实际上，通过引擎方式建立的对话，是将 Matlab 以 ActiveX 控件方式启动的。在 Matlab 初次安装时，会自动执行一次：matlab /regserver将自己在系统的控件库中注册。如果因为特殊原因，无法打开 Matlab 引擎，可以在 Dos 命令提示符后执行上述命令，重新注册。2. 配
4、置编译器要在 VC 中成功编译 Matlab 引擎程序，必须包含引擎头文件 engine.h 并引入 Matlab 对应的库文件 libmx.lib 、 libmat.lib 、 libeng.lib 。具体的说，打开一个工程后，做如下设置（以 VC6 为例）：1) 通过菜单工程 / 选项，打开设置属性页，进入 Directories 页面，在目录下拉列表框中选择 Include files ，添加路径： “C:matlabexterninclude“ （假定 matlab 安装在 C:matlab 目录）。2) 选择 Library files ，添加路径： C:matlabexternli
5、bwin32microsoftmsvc60 。3) 通过菜单工程 / 设置，打开工程设置属性页，进入 Link 页面，在 Object/library modules 编辑框中，添加文件名 libmx.lib libmat.lib libeng.lib 。以上步骤 1) 、 2) 只需设置一次，而步骤 3) 对每个工程都要单独设定，对于其它 C+ 编译器如 Borland C+ builder ，设置大体相同，不再赘述。3. 引擎 API 详解在调用 Matlab 引擎之前，首先应在相关文件中加入一行： #include “enging.h“ ，该文件包含了引擎 API 函数的说明和所需数据结
6、构的定义。可以在 VC 中调用的引擎函数分别如下：3.1 引擎的打开和关闭engOpen 打开 Matlab engine函数声明：Engine *engOpen(const char *startcmd);参数 startcmd 是用来启动 Matlab 引擎的字符串参数，在 Windows 操作系统中只能为 NULL 。函数返回值是一个 Engine 类型的指针，它是在 engine.h 中定义的 engine 数据结构。EngClose 关闭 Matlab 引擎函数声明：int engClose(Engine *ep);参数 ep 代表要被关闭的引擎指针。函数返回值为 0 表示关闭成功，
7、返回 1 表示发生错误。例如，通常用来打开 / 关闭 Matlab 引擎的代码如下：Engine *ep; / 定义 Matlab 引擎指针。if (!(ep=engOpen(NULL) / 测试是否启动 Matlab 引擎成功。MessageBox(“Cant start Matlab engine!“ );exit(1);. engClose(ep); / 关闭 Matlab 引擎。3.2 向 Matlab 发送命令字符串engEvalString 发送命令让 Matlab 执行。函数声明：int engEvalString(Engine *ep, Const char *string);
8、参数 ep 为函数 engOpen 返回的引擎指针，字符串 string 为要 matlab 执行的命令。函数返回值为 0 表示成功执行，返回 1 说明执行失败（如命令不能被 Matlab 正确解释或 Matlab 引擎已经关闭了）。3.3 获取 Matlab 命令窗口的输出要在 VC 中获得函数 engEvalString 发送的命令字符串被 Matlab 执行后在 matlab 窗口中的输出，可以调用 engOUtputBuffer 函数。函数声明：int engOutputBuffer(Engine *ep, char *p, int n);参数 ep 为 Matlab 引擎指针， p
9、为用来保存输出结构的缓冲区， n 为最大保存的字符个数，通常就是缓冲区 p 的大小。该函数执行后，接下来的 engEvalString 函数所引起的命令行输出结果会在缓冲区 p 中保存。如果要停止保存，只需调用代码： engOutputBuffer(ep, NULL, 0) 。3.4 读写 Matlab 数据3.4.1 从 Matlab 引擎工作空间中获取变量。mxArray *engGetVariable(Engine *ep, const char *name);参数 ep 为打开的 Matlab 引擎指针， name 为以字符串形式指定的数组名。函数返回值是指向 name 数组的指针，类
10、型为 mxArray* （ mxArray 数据类型在本文第 4 节详细简介）。3.4.2 向 Matlab 引擎工作空间写入变量。int engPutVariable(Engine *ep, const char *name, const mxArray *mp);参数 ep 为打开的 Matlab 引擎指针， mp 为指向被写入变量的指针， name 为变量写入后在 Matlab 引擎工作空间中的变量名。函数返回值为 0 表示写入变量成功，返回值为 1 表示发生错误。3.5 调用引擎时显示 / 隐藏 Matlab 主窗口默认情况下，以 engine 方式调用 Matlab 的时候，会打开
11、Matlab 主窗口，可在其中随意操作。但有时也会干扰应用程序的运行，可用以下设置是否显示该窗口。int engSetVisible(Engine *ep, bool value);参数 ep 为打开的 Matlab 引擎指针， value 为是否显示的标志，取值 true （或 1 ）表示显示 Matlab 窗口，取值 false （或 0 ）表示隐藏 Matlab 窗口。函数返回值为 0 表示设置成功，为 1 表示有错误发生。要获得当前 Matlab 窗口的显示 / 隐藏情况，可以调用函数：int engGetVisible(Engine *ep, bool *value);参数 ep 为
12、打开的 Matlab 引擎指针， Value 为用来保存显示 / 隐藏情况的变量（采用指针方式传递）。函数返回值为 0 表示获取成功，为 1 表示有错误发生。4. 数据类型 mxArray 的操作在上节的 Matlab 引擎函数中，所有与变量有关的数据类型都是 mxArray 类型。数据结构 mxArray 以及大量的 mx 开头的函数，广泛用于 Matlab 引擎程序和 Matlab C 数学库中。 mxArray 是一种很复杂的数据结构，与 Matlab 中的 array 相对应，我们只需熟悉 Matlab 的 array 类型和几个常用的 mxArray 函数即可。在 VC 中，所有和
13、Matlab 的数据交互都是通过 mxArray 来实现的，在使用 mxArray 类型的程序中，应包含头文件 matrix.h ，不过在引擎程序中，一般会包含头文件 engine.h ，该文件里面已经包含了 matrix.h ，因此无需重复包含。4.1 创建和清除 mxArray 型数据Matlab 有很多种变量类型，对应于每种类型，基本上都有一个函数用于创建，但它们都有相同的数据结构，就是 mxArray 。数组的建立采用 mxCreatexxx 形式的函数，例如新建一个 double 类型数组，可用函数 mxCreateDoubleMatrix ，函数形式如下：mxArray *mxCr
14、eateDoubleMatrix(int m, int n, mxComplexity ComplexFlag);参数 m 和 n 为矩阵的函数和列数。 ComplexFlag 为常数，用来区分矩阵中元素是实数还是复数，取值分别为 mxREAL 和 mxCOMPLEX 。例如，创建一个 3 行 5 列的二维实数数组，可用如下语句：mxArray *T = mxCreateDoubleMatrix(3, 5, mxREAL);对应的，要删除一个数组 mxDestroyArray ，该函数声明如下：void mxDestroyArray(mxArray *array_ptr);参数 array_p
15、tr 为要删除的数组指针。例如，要删除上面创建的数组 T ，可用如下语句：mxDestroyArray(T);类似的创建函数还有：mxArray *mxCreateString(const char *str);创建一个字符串类型并初始化为 str 字符串。一般的在 VC 与 Matlab 交互中，以上两种类型就够了，其它类型数组的创建这里不再介绍。4.2 管理 mxArray 数据类型4.2.1 管理 mxArray 数据大小要获得 mxArray 数组每一维上元素的个数，可以用 mxGetM 和 mxGetN 函数。其中 mxGetM 用来获得数组第一维的元素个数，对于矩阵来说就是行数。i
16、nt mxGetM(const mxArray *array_ptr); / 返回 array_ptr 对应数组第一维的元素个数（行数）int mxGetN(const mxArray *array_ptr); / 返回 array_ptr 对应数组其它维的元素个数，对于矩阵来说是列数。对于多维数组来说是从第 2 维到最后一维的各维元素个数的乘积。要获得某一特定维的元素个数，则要用函数：const int *mxGetDimensions(const mxArray *array_ptr);该函数返回 array_ptr 各维的元素个数保存在一个 int 数组中返回。对于常用的矩阵来说，用 mxGetM 和 mxGetN 两个函数就可以了。另外还可以通过 mxGetNumberOfDimensions 来获得数组的总的维数，用 mxSetM 、 mxSetN 设置矩阵的行数和列数，函数说明如下：int mxGetNumberOfDimensions(const mxArray *array_ptr); / 返
