【进阶篇】将C++与MATLAB结合使用（互相调用）方法

# 2.1 MATLAB引擎的创建和初始化

### 2.1.1 MATLAB引擎的创建

在C++中创建MATLAB引擎需要使用`engOpen`函数。该函数的原型如下：

engOpen(const char* version) -> mxArray*

其中，`version`参数指定要创建的MATLAB引擎的版本。如果将`version`设置为`NULL`，则将创建最新版本的MATLAB引擎。

### 2.1.2 MATLAB引擎的初始化

创建MATLAB引擎后，需要使用`engInitialize`函数对其进行初始化。该函数的原型如下：

engInitialize(mxArray* engine) -> int

其中，`engine`参数是使用`engOpen`函数创建的MATLAB引擎。

# 2. C++调用MATLAB

### 2.1 MATLAB引擎的创建和初始化

#### 2.1.1 MATLAB引擎的创建

// 创建 MATLAB 引擎
MATLAb::Engine *ep = engOpen(NULL);
if (ep == NULL) {
  std::cerr << "Error: Unable to create MATLAB engine" << std::endl;
  exit(1);
}

- `engOpen` 函数创建 MATLAB 引擎，并返回指向该引擎的指针。
- 如果创建失败，`ep` 将为 `NULL`，程序将退出并输出错误消息。

#### 2.1.2 MATLAB引擎的初始化

// 初始化 MATLAB 引擎
if (ep->Init()) {
  std::cerr << "Error: Unable to initialize MATLAB engine" << std::endl;
  exit(1);
}

- `Init` 函数初始化 MATLAB 引擎，加载 MATLAB 路径并编译 MATLAB 函数。
- 如果初始化失败，程序将退出并输出错误消息。

### 2.2 C++与MATLAB的数据交换

#### 2.2.1 C++到MATLAB的数据传递

// 创建 MATLAB 变量
mxArray *mx = mxCreateDoubleScalar(10.0);

// 将 MATLAB 变量传递给 MATLAB 引擎
if (ep->PutVariable("x", mx)) {
  std::cerr << "Error: Unable to pass variable to MATLAB" << std::endl;
  exit(1);
}

- `mxCreateDoubleScalar` 函数创建一个 MATLAB 双精度标量变量。
- `PutVariable` 函数将 MATLAB 变量传递给 MATLAB 引擎。
- 如果传递失败，程序将退出并输出错误消息。

#### 2.2.2 MATLAB到C++的数据返回

// 获取 MATLAB 变量
mxArray *mx = ep->GetVariable("y");

// 将 MATLAB 变量转换为 C++ double 类型
double y = mxGetScalar(mx);

- `GetVariable` 函数从 MATLAB 引擎获取 MATLAB 变量。
- `mxGetScalar` 函数将 MATLAB 变量转换为 C++ double 类型。

### 2.3 C++调用MATLAB函数和脚本

#### 2.3.1 调用MATLAB函数

// 调用 MATLAB 函数
mxArray *mx = ep->Feval("disp", 1, mxCreateString("Hello, MATLAB!"));

- `Feval` 函数调用 MATLAB 函数。
- 第一个参数是函数名称，第二个参数是输入参数的数量，第三个参数是输入参数的数组。
- `mxCreateString` 函数创建一个 MATLAB 字符串变量。

#### 2.3.2 调用MATLAB脚本

// 调用 MATLAB 脚本
if (ep->EvalFile("myscript.m")) {
  std::cerr << "Error: Unable to evaluate MATLAB script" << std::endl;
  exit(1);
}

- `EvalFile` 函数调用 MATLAB 脚本。
- 如果调用失败，程序将退出并输出错误消息。

# 3. MATLAB调用C++

### 3.1 C++动态链接库（DLL）的创建

#### 3.1.1 C++ DLL的编写

**编写DLL源代码**

在C++中编写一个DLL，其中包含要从MATLAB调用的函数。例如，以下代码定义了一个名为`addNumbers`的函数，该函数将两个数字相加：

// addNumbers.cpp
#include <iostream>

extern "C" __declspec(dllexport) int addNumbers(int a, int b) {
  std::cout << "C++ DLL: Adding numbers..." << std::endl;
  return a + b;
}

**参数说明：**

* `a`：第一个数字
* `b`：第二个数字

**返回：**

* 两个数字的和

#### 3.1.2 C++ DLL的编译和链接

**编译DLL**

使用以下命令编译DLL源代码：

cl /LD /Fe addNumbers.dll addNumbers.cpp

**链接DLL**

使用以下命令将DLL链接到MATLAB可执行文件：

link /DLL /OUT:addNumbers.dll addNumbers.obj

### 3.2 MATLAB加载和调用C++ DLL

#### 3.2.1 加载C++ DLL

**使用`loadlibrary`函数**

使用`loadlibrary`函数加载C++ DLL：

dllHandle = loadlibrary('addNumbers.dll');

**参数说明：**

* `'addNumbers.dll'`：DLL的名称

**返回：**

* `dllHandle`：DLL句柄

#### 3.2.2 调用C++ DLL函数

**使用`calllib`函数**

使用`calllib`函数调用C++ DLL中的函数：

result = calllib('addNumbers', 'addNumbers', 5, 10);

**参数说明：**

* `'addNumbers'`：DLL的名称
* `'addNumbers'`：要调用的函数的名称
* `5`：第一个数字
* `10`：第二个数字

**返回：**

* `result`：函数的返回值（两个数字的和）

**代码逻辑分析：**

1. `loadlibrary`函数加载DLL并返回一个句柄。
2. `calllib`函数使用句柄调用DLL中的`addNumbers`函数。
3. 函数返回两个数字的和，并将其存储在`result`变量中。

**表格：`loadlibrary`和`calllib`函数的比较**

| 函数 | 目的 | 参数 | 返回 |
|---|---|---|---|
| `loadlibrary` | 加载DLL | DLL名称 | DLL句柄 |
| `calllib` | 调用DLL函数 | DLL句柄、函数名称、参数 | 函