MATLAB外部程序接口技术

11.1 11.2

11.2.1

M编译器的功用和前提准备 创建MEX文件

MEX文件编译的验证

【例11.2-1】验证mex应用程序把C码文件编译成MEX文件的正确性。 （1）先将matlab\\extern\\examples\\mex目录下的yprime.c文件复制到用户自己的工作目录（比方d:\\mywork），然后将此文件名改为my_yprime.c。 （2）运行以下指令

cd d:\\mywork mex my_yprime.c my_yprime(1,1:4) which my_yprime ans =

2.0000 8.9685 4.0000 -1.0947

d:\\mywork\\my_yprime.dll

〖说明〗

 应该指出：mex的编译操作也可以象图11.2-1那样在DOS环境中进行，结果相同。

图 11.2-1 在DOS状态下进行编译操作

【例11.2-2】验证mcc应用程序把M码文件编译成MEX文件的正确性。 （1）先将matlab\\extern\\examples\\mex目录下的yprime.m文件复制到用户自己的工作目录（比方d:\\mywork），然后将此文件名改为my_yprime_m.m。 （2）运行以下指令

cd d:\\mywork %把用户目录指定为当前目录 mcc -x my_yprime_m my_yprime_m(1,1:4) which my_yprime_m ans =

2.0000 8.9685 4.0000

1

-1.0947

d:\\mywork\\my_yprime_m.dll

11.2.2 由M文件创建C MEX文件的算例

【例11.2-3】先编写一个“判断方阵是否奇异”的M文件，然后由该M文件生成相应的MEX文件。

（1）在MATLAB的编辑器中，编写下面的函数文件exm1.m 。 [exm1.m]

function y=exm1(A) [m,n]=size(A); if m~=n;

error('An input matrix should be n-by-n.') end

r=rank(A); if r==m

disp('This matrix is nonsigular') else

disp('This matrix is sigular') end

（2）把该函数文件存放于用户目录d:\\mywork下。

（3）在MATLAB命令窗中，运行以下指令对exm1.m进行编译。 mcc -x exm1 %编译m文件。

（4）调用MEX文件exm1.dll 进行计算

A=[1,0,1;2,1,0;4,1,4] exm1(A) which exm1 A =

1 0 1 2 1 0 4 1 4

This matrix is nonsigular d:\\mywork\\exm1.dll

【例11.2-4】产生一个绘圆的MEX文件。本例演示：（A）M脚本文件不能被编译；（B）如何把脚本文件改写成函数文件；（C）改写后的M函数文件可被正确编译。 （1）原始的绘圆脚本文件 [circle.m]

clf;r=2;t=0:pi/100:2*pi;x=r*exp(i*t); plot(x,'r*');axis('square')

（2）对该脚本文件直接编译将因错误而失败 mcc -x circle

??? Error: File \"circle\" is a Script M-file and cannot be compiled with the current Compiler.

Error in ==> H:\\MATLAB53\oolbox\\compiler\\mcc.dll

（3）把脚本文件改写成函数文件 [circle_f.m]:

function circle_f(r)

2

clf;t=0:pi/100:2*pi;x=r*exp(i*t); plot(x,'r*');axis('square')

（4）再对circle_f.m进行编译，将顺利通过

mcc -x circle_f

（5）运行生成的MEX文件circle_f.dll

circle_f(0.5) which circle_f

d:\\mywork\\circle_f.dll 0.50.40.30.20.10-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5-0.500.5图11.2-2 MEX文件circle_f.dll所画的圆 11.3

11.3.1

创建的外部应用程序

M编译器的预配置

一 对M编译器mbuild应用程序的设置 二 配置正确性的验证

【例11.3-1】验证mbuild应用程序把C码文件编译成EXE文件的正确性。

（1）先将matlab\\extern\\examples\\cmath 目录下的ex1.c文件复制到用户自己的工作目录（比方d:\\mywork），然后将此文件名改为my_ex1.c。

（2）在MATLAB指令窗中运行以下指令，将在d:\\mywork目录下产生my_ex1.exe。

cd d:\\mywork mbuild my_ex1.c

（3）打开Windows的DOS窗口，并使d:\\mywork成为当前目录，运行my_ex1.exe，若得到结果与图11.3-1相同，就表示mbuild应用程序工作正常。

3

图 11.3-1 在DOS窗口运行验证程序my_ex1.exe所得的结果

【例11.3-2】验证mcc应用程序把M文件编译成EXE文件的正确性。

（1）先将matlab\\extern\\examples\\compiler目录下的hello.m文件复制到用户自己的工作目录（比方d:\\mywork），然后将此文件名改为my_hello.m。

（2）在MATLAB指令窗中运行以下指令，便在d:\\mywork目录下产生my_hello.exe。

mcc -p my_hello.m

（3）打开Windows的DOS窗口，并使d:\\mywork成为当前目录，运行my_hello.exe，若得到结果与图11.3-2相同，就表示MATLAB编译器工作正常。

图11.3-2 在DOS窗口运行验证程序my_hello.exe所得的结果

【例11.3-3】验证mbuild、mcc工作正确性也可以在DOS状态下进行。 （1）为确保验证过程的可信度，首先删除d:\\mywork目录上的所有文件。

（2）将MATLAB自带的ex1.c和hello.m文件复制到用户自己的工作目录d:\\mywork ，并将它们分别改名为my_ex1.c和my_hello.m 。

（3）然后打开Windows的DOS窗口，进行如图11.3-3的操作。 （4）假如所得结果与图11.3-3相同，则表明工作正常。

4

图 11.3-3 在DOS状态验证编译指令

11.3.2 外部程序的工作特点和创建过程

一 外部程序与MEX文件的不同工作特点 二 外部程序创建过程说明

11.3.3 11.3.4

关于指令mbuild

科学计算和结果可视化应用程序的创建

一 创建应用程序时mcc的使用格式 二 由全M源文件产生EXE科学计算应用程序

【例11.3-4】创建一个适应“超定”、“恰定”、“欠定”线性方程求解的示例性应用程序。 （1）编写以下两个M函数文件。 [LLS.m]

function LLS() Ae=5; Av=2;

[A,b]=LLSDATA(Ae,Av); x=A\\b;

%以下都是为获得较清晰的显示而编写 S='恰定'; if Ae>Av

S='超定'; elseif Aedisp(['用外部程序求如下' S '方程 Ax=b 的解，其中']) cs=blanks(Ae)';

5

ns=fix(Ae/2);

As=cs;As(ns)='A'; bs=cs;bs(ns)='b'; es=cs;es(ns)='=';

disp([As cs es cs num2str(A) cs cs cs cs cs bs cs es cs num2str(b)]) disp('方程的解 ') nxs=fix(Av/2); cxs=blanks(Av)'; xs=cxs;xs(nxs)='x'; exs=cxs;exs(nxs)='=';

disp([xs cxs exs cxs num2str(x)])

[LLSDATA.m]

function [A,b]=LLSDATA(Ae,Av) n=max(Ae,Av); WA=magic(n); A=WA(:,1:Av); if n>Ae

A=WA(1:Ae,:); end

b=ones(Ae,1);

（2）对存放在d:\\mywork上的这两个文件进行编译。

图 11.3-4 应用程序LLS.exe解超定方程示例

（3）把LLS.m文件第2、3行改为Ae=3;Av=5，将文件另存为LLS1.m并重新编译、运行。

mcc -p LLS1 !LLS1

外部程序求欠定方程 Ax=b 解，其中 A = 17 24 1 8 15 b = 1 23 5 7 14 16 1 4 6 13 20 22 1 方程的解

0.013372 x = 0.0063953 0 0 0.041279

6

三 可视化应用程序的产生和使用

【例11.3-5】产生一个能绘制类似图6.3-3所示图形的C++应用程序。 （1）将例6.3-3中的代码加上function“头”后保存为函数文件grph.m， function grph

[X0,Y0,Z0]=sphere(30); %产生单位球面的三维坐标

X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0; %产生半径为2的球面的三维坐标 surf(X0,Y0,Z0); %画单位球面 shading interp %采用插补明暗处理 hold on,mesh(X,Y,Z),colormap(hot),hold off %采用hot色图 hidden off %产生透视效果 axis equal,axis off %不显示坐标轴

（2）运行以下指令，对grph.m进行编译，可以得到C++语言的外部应用程序grph.exe 。 mcc -B sglcpp grph

（3）在DOS中运行grph.exe ，就可得到漂亮的玲珑球图形。（图11.3-5）

图 11.3-5 应用程序运行环境和它产生的图形

习题11

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