MATLAB通过MEX调用C源代码详解

"介绍如何在MATLAB中以MEX方式调用C源代码，创建可直接在MATLAB环境中使用的函数。" MATLAB是一种强大的数值计算和数据可视化环境，但有时用户可能需要利用C语言编写高效的计算代码。MEX（MATLAB Executable）文件是一种桥梁，允许MATLAB调用C、C++或Fortran等编写的原生代码，从而实现性能优化。本文将详细解释如何通过MEX文件将C语言函数整合到MATLAB工作流程中。 首先，假设我们有一个简单的C语言函数`add`，它接受两个双精度浮点数并返回它们的和： ```c double add(double x, double y) { return x + y; } ``` 要使MATLAB能够调用这个函数，我们需要创建一个MEX文件。MEX文件是一个特定于平台的可执行文件，它包含C代码的接口，使得MATLAB可以与C函数交互。这个接口主要由`mexFunction`函数定义，它是每个MEX文件的核心。 `mexFunction`函数通常具有以下结构： ```c #include "mex.h" void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]) { double x, y; // 获取输入参数 if (nrhs != 2 || nlhs != 1) { mexErrMsgTxt("需要两个输入参数和一个输出参数."); } x = mxGetScalar(prhs[0]); y = mxGetScalar(prhs[1]); // 调用C函数 double result = add(x, y); // 设置输出参数 plhs[0] = mxCreateDoubleScalar(result); } ``` `mexFunction`接收四个参数：`nlhs`表示预期的输出参数数量，`plhs`用于存储输出参数，`nrhs`表示实际的输入参数数量，`prhs`用于访问输入参数。在这个例子中，我们检查输入参数是否正确，然后从输入数组中提取值，调用`add`函数，并将结果存入输出数组。 在MATLAB环境中，我们可以通过`mex`命令编译C源代码： ```matlab >> mex add.c ``` 这会生成一个MEX文件，例如在Windows上是`add.mexw32`。然后，就可以在MATLAB中像调用MATLAB函数一样调用这个MEX文件： ```matlab >> a = add(1.1, 2.2) a = 3.3000 ``` 需要注意的是，MEX文件是平台相关的，这意味着在不同的操作系统或处理器架构上，需要重新编译C代码以生成相应的MEX文件。在MATLAB中，可以使用`mex-setup`命令来配置编译器设置。 通过MEX文件，用户可以充分利用C语言的高效性，同时保留MATLAB的便捷性和交互性，这对于需要高性能计算而又不想离开MATLAB环境的用户来说是非常有用的。