MATLAB 应用程序接口API

1MATLAB中的应用程序接口API前面章节主要叙述MATLAB自身的各种功能和使用方法。作为优秀软件，MATLAB不仅自身功能强大、环境友善、能十分有效地处理各种科学和工程问题，而且具有极好的开放性。这开放性表现在两方面：一，MATLAB适应各科学、专业研究的需要，提供了各种专业性的工具包；二，MATLAB为实现与外部应用程序的“无缝”结合，提供了专门的应用程序接口API。遵循本书“淡化专业，面向通用”的宗旨，本章将集中阐述MATLAB的应用程序接口。本章分五节，各节内容简述如下。第12.1节集中介绍：如何编写CMEX源码程序，也就是如何为现有的C程序编写接口程序，使之成为MATLAB函数文件；运用这种技术，读者可以把积累的优秀C程序改造成可在MATLAB中方便调用的指令。第12.2节用于演示：如何编写产生MAT数据文件的C源码程序。读者通过算例入门，就不难借助MAT文件实现MATLAB与外部应用程序的数据交换。第12.3节围绕MATLAB引擎技术展开。借助这种技术，前台可以是各种外部应用程序编写的界面，而后台计算则可完全交由MATLAB进行。第12.4节用三个算例来说明如何应用ActiveX实现MATLAB与外部应用程序的通信。在第一个算例中，MATLAB用作为客户，服务器是Excel。在后两个算例中，服务器是MATLAB，而客户是PowerPoint。由此产生的PPT文件，可以在放映过程中，实时地进行MATLAB调用。第12.5节的内容是：如何借助DDE技术在MATLAB与其他外部程序间进行通信。该节的一个算例演示：VB制作的界面如何借助DDE建立的对话通道调用服务器MATLAB进行计算和显示结果图形。而另一个算例则演示：MATLAB如何以客户身份与服务器Excel建立DDE“热连接”，使MATLAB图形实时地跟随电子表格数据的改变而变化。值得指出：MATLAB6.0,6.1版用于API的（MEX、MAT、及引擎）库函数许多已经被废止。本章内容是根据MATLAB6.5编写的。12.1C语言MEX文件的编写12.1.1关于MEX文件的一般性说明12.1.2MEX文件中的MATLAB数据A=['abcd';'1234';'ABCD']A=abcd1234ABCD212.1.3C语言MEX文件源程序的构成【例12.1.3-1】列出具有相同运算功能（实现两个双精度实数标量加法）的C++源码程序和C++MEX源码程序；对C++MEX源码程序进行编译链接；在MATLAB中调用生成的DLL文件。通过本例，从感性上认识：（A）一般C源码文件如何改写成具有约定格式的CMEX源码文件；（B）CMEX源码文件的基本结构；（C）基本的编译链接方法；（D）DLL文件的调用方法。（1）#includemath.hvoidmyplus(doubley[],doublex[],doublez[]){y[0]=x[0]+z[0];return;}（2）[exm12013_1.cpp]#includemex.h//1//-------------------------------------------------voidmyplus(doubley[],doublex[],doublez[]){y[0]=x[0]+z[0];}//-------------------------------------------------voidmexFunction(intnlhs,mxArray*plhs[],intnrhs,constmxArray*prhs[])//8{double*x,*y,*z;//intmrows0,ncols0;//intmrows1,ncols1;//if(nrhs!=2)//13mexErrMsgTxt(Twoinputsrequired.);//16elseif(nlhs1)//15mexErrMsgTxt(Toomanyoutputarguments);//16mrows0=mxGetM(prhs[0]);//17ncols0=mxGetN(prhs[0]);mrows1=mxGetM(prhs[1]);3ncols1=mxGetN(prhs[1]);//20//if(!mxIsDouble(prhs[0])||mxIsComplex(prhs[0])||!(mrows0==1&&ncols0==1))//22mexErrMsgTxt(Inputsmustbeallnoncomplexscalardouble.);//if(!mxIsDouble(prhs[1])||mxIsComplex(prhs[1])||!(mrows1==1&&ncols1==1))//25mexErrMsgTxt(Inputsmustbeallnoncomplexscalardouble.);//if(mrows0!=mrows1||ncols0!=ncols1)//28mexErrMsgTxt(Inputsmustbesamedimension.);//29//plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(mrows0,ncols0,mxREAL);//31x=mxGetPr(prhs[0]);//32z=mxGetPr(prhs[1]);//33y=mxGetPr(plhs[0]);//34myplus(y,x,z);}（3）cdD:\myworkmexexm12013_1.cppdirexm12013_1.*exm1213_1.cppexm1213_1.dll（4）a=0.111;b=0.222;c=exm12013_1(a,b)c=0.3330412.1.4CMEX文件的执行流程12.1.5编写CMEX文件的常用库函数和示例12.1.5.1常用的MEX库函数（1）#includemex.hvoidmexFunction(intnlhs,mxArray*plhs[],intnrhs,constmxArray*prhs[]){/*其他C源码……*/}（2）#includemex.hvoidmexErrMsgTxt(constchar*error_msg);voidmexWarnMsgTxt(constchar*warning_msg);（3）#includemex.hintmexCallMATLAB(intnlhs,mxArray*plhs[],intnrhs,mxArray*prhs[],constchar*command_name);（4）#includemex.hintmexEvalString(constchar*command);（5）#includemex.hmxArray*mexGetVariable(constchar*workspace,constchar*var_name);intmexPutVariable(constchar*workspace,constchar*var_name,mxArray*array_ptr);12.1.5.2常用的MX函数（1）#includematrix.hmxArray*mxCreateNumericMatrix(intm,intn,mxClassIDclass,mxComplexityComplexFlag);5（2）#includematrix.hintmxGetM(constmxArray*array_ptr);intmxGetN(constmxArray*array_ptr);voidmxSetM(mxArray*array_ptr,intm);voidmxSetN(mxArray*array_ptr,intm);（3）#includematrix.hdouble*mxGetPr(constmxArray*array_ptr);double*mxGetPi(constmxArray*array_ptr);voidmxSetPr(mxArray*array_ptr,double*pr);voidmxSetPi(mxArray*array_ptr,double*pr);（4）#includematrix.h#includestdlib.hvoid*mxCalloc(size_tn,size_tsize);12.1.5.3编程示例【例12.1.5.3-1】创建一个C语言MEX文件，实现对MATLAB两个“单行”字符串的合并。本例演示：（A）如何根据MATLAB约定的规则编写CMEX源码；（B）如何构成该文件的调用指令；（C）如何为MEX文件编写在线帮助文件。（1）#includemex.h//1#includestring.h//2//-------------------------------------------------voidstringplus(char*input_buf0,char*input_buf1,char*output_buf){strcat(output_buf,input_buf0);strcat(output_buf,input_buf1);}//-------------------------------------------------voidmexFunction(intnlhs,mxArray*plhs[],intnrhs,constmxArray*prhs[])//10{char*input_buf0,*input_buf1,*output_buf;intbuflen,buflen0,buflen1,status;6if(nrhs!=2)//13mexErrMsgTxt(Twoinputsinquired.);//14elseif(nlhs1)//15mexErrMsgTxt(Toomanyoutputarguments.);//16if(mxIsChar(prhs[0])!=1||mxIsChar(prhs[1])!=1)//17mexErrMsgTxt(Inputsmustbeastring.);if(mxGetM(prhs[0])!=1||mxGetM(prhs[1])!=1)//19mexErrMsgTxt(Inputsmustbearowvector.);buflen0=(mxGetM(prhs[0])*mxGetN(prhs[0]))+1;//21buflen1=(mxGetM(prhs[1])*mxGetN(prhs[1]))+1;//22buflen=buflen0+buflen1-1;input_buf0=(char*)mxCalloc(buflen0,sizeof(char));input_buf1=(char*)mxCalloc(buflen1,sizeof(char));output_buf=(char*)mxCalloc(buflen,sizeof(char));//status=mxGetString(prhs[0],input_buf0,buflen0);//30if(status!=0)mexWarnMsgTxt(Notenoughspace,Stringistruncated.);//status=mxGetString(prhs[1],input_buf1,buflen1);//34if(status!=0)mexWarnMsgTxt(Notenoughspace,Stringistruncated.);stringplus(input_buf0,input_buf1,output_buf);//plhs[0]=mxCreateString(output_buf);//39return;}（3）cdd:\myworkmexexm120153_1.cpp（4）根据以上分析，就可以写出下列exm120153_1.m文件：%exm120153_1.mT