【进阶篇】将C++与MATLAB结合使用(互相调用)方法

发布时间: 2024-05-22 12:16:22 阅读量: 16 订阅数: 31
![【进阶篇】将C++与MATLAB结合使用(互相调用)方法](https://ww2.mathworks.cn/products/sl-design-optimization/_jcr_content/mainParsys/band_1749659463_copy/mainParsys/columns_copy/ae985c2f-8db9-4574-92ba-f011bccc2b9f/image_copy_copy_copy.adapt.full.medium.jpg/1709635557665.jpg) # 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: ```cpp 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: ```cpp 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 ```cpp // 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 ```cpp // 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 ```cpp // 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 ```cpp // 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 ```cpp // 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 ```cpp // 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: ```cpp // 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: ```matlab 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: ```matlab 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
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