Matlab中Mex文件的创建和使用方法汇总课件

《Matlab中Mex文件的创建和使用方法汇总课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Matlab中Mex文件的创建和使用方法汇总课件（21页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,1,九、,MATLAB,编译器和,Notebook,编译器概述,,编译器的安装和配置,,创建,MEX,文件,,创建独立的外部程序,EXE,文件,,Notebook,,,,,,2,9.1,编译器概述,MATLAB,编译器（,The MATLAB Compiler,MCC,）可以将,M,文件

2、转化为,C,或,C,＋＋源代码，然后进一步编译链接成,MEX,文件或可执行程序或共享库文件。编译后可以大大提高程序的运行效率，甚至可以脱离,MATLAB,环境运行程序。,,编译器主要包括：,,将,C,源码文件生成,MEX,文件的,mex,编译器；,,将,C,源码文件生成可独立运行文件的,mbuild,编译器；,,可以将,M,文件转换成,C,源码文件并调用,mex,或,mbuild,编译器生成,MEX,文件或,exe,可执行程序的,mcc,编译器。,9.1.1,编译器的功能,产生源代码，进而生成,MEX,文件,。,,MEX,文件可以提高运行速度，并且可以隐藏文件算法，避免非法修改源文件。,2 .

3、,产生,C,或,C,＋＋源码，进而生成独立的外部应用程序（,EXE,文件）。,,该程序无需,MATLAB,环境支持，如果源,M,文件使用了绘图指令，则需要图形库支持。,3.,产生,C MEX,的,S,函数。,加快,Simulink,中自定义的,S,函数模块的运行速度。,4.,产生,C,共享库（动态链接库、,DLL,）或,C++,静态库。,,它们的使用无需,MATLAB,环境支持，但需要,MATLAB,的数学库。,,3,9.1.2,编译器的局限性,不支持,M,脚本文件的编译。,,不支持用户自定义的对象。,,不支持,eval,input,inline,等函数。,,不支持,Java,接口。,9.2.

4、1,配置,MATLAB,编译器的前提准备,1.,计算机必须安装有,ANSIC/C++,编译器。,下面任何一种,C/C++,编译器均可。,,Microsoft Visual C/C++5.0,以上版本。,,Borland C/C++5.0,以上版本。,,LCC C,(MATLAB,自带，只能用于生成,MEX,文件）。,2.,在安装,MATLAB,时，选中组件,,,MATLAB Compiler,,C/C++ Math Library,,MATLAB C/C++ Graphics Library,9.2,编译器的安装和配置,,4,9.2.2,为产生,MEX,文件进行预配置,要实现从,M,文件到,M

5、EX,文件的转换，就必须先对,M,编译器进行正确设置。预配置包括两个过程：一是根据外部编译器的类型、软件位置对,M,编译器进行设置；二是利用,MATLAB,提供的标准文件对用户设置加以验证。,1.,对,MATLAB,编译器应用程序,mex,的配置,启动配置：在,MATLAB,指令窗口运行,mex-setup,命令,,>>mex-setup,Select a compiler:,,[1] Lcc C version 2.4 in C:\MATLAB6P5\sys\lcc,,[2] Microsoft Visual C/C++ version 6.0 in D:\Program Files\Mic

6、rosoft Visual Studio,,[0] None,,Compiler:,2,The default options file:,,"D:\Documents and Settings\sllu\Application Data\MathWorks\MATLAB\R13\mexopts.bat",,is being updated from C:\MATLAB6P5\BIN\WIN32\mexopts\msvc60opts.bat...,,,,Installing the MATLAB Visual Studio add-in ...,,,,Updated D:\Program Fi

7、les\Microsoft Visual Studio\common\msdev98\template\MATLABWizard.awx,,from C:\MATLAB6P5\BIN\WIN32\MATLABWizard.awx,,5,2.,验证配置的正确性,验证分两步进行：首先验证,mex,命令是否可以将,C,源码转换成,MEX,文件；然后再验证,mcc,命令是否可以将,M,文件转换成,MEX,文件。,mcc,命令可以在,M,文件转换成,C,源码后，自动调用,mex,命令，将,C,源码转换成,MEX,文件。,,利用,MATLAB,自带的,yprime.c,和,yprime.m,来验证,mex

8、,和,mcc,命令。,>>mex my_yprime.c,%,由,my_yprime.c,文件生成,my_yprime.dll,文件,,>>my_yprime(1,1:4),%,运行,my_yprime.dll,文件,,ans=,,2.0000 8.9685 4.000 -1.0947,（,1,）验证,mex,应用程序,,先将,\extern\example\mex,目录下的,yprime.c,文件复制到自己的目录下，并改名为,my_yprime.c,。,>>which my_yprime,%,获得,my_yprime.dll,文件的位置信息,,D:\Documents and

9、Settings\sllu\My Documents\MATLAB\MYFILE\mex\my_yprime.dll,>>clear my_yprime.dll,%,删除,my_yprime.dll,文件,（,2,）验证,mcc,应用程序,先将,\extern\example\mex,目录下的,yprime.m,文件复制到自己的目录下，并改名为,my_yprime_m.m,。,,6,>>mcc-x my_yprime_m,,>>my_yprime_m(1,1:4),,ans=,,2.0000 8.9685 4.000 -1.0947,>>which my_yprime_m,

10、,D:\Documents and Settings\sllu\My Documents\MATLAB\MYFILE\mex\my_yprime_m.dll,9.2.2,为产生独立外部应用程序进行预配置,要实现从,M,文件到独立外部应用程序的转换，也必须先对,MATLAB,编译器进行正确设置。预配置包括两个过程：一是根据外部编译器的类型、软件位置对,MATLAB,编译器进行设置，同时对,MATLAB C,数学函数库进行选择；二是利用,MATLAB,提供的标准文件对用户设置加以验证。,1.,对,MATLAB,编译器应用程序,mbuild,的配置,启动配置：在,MATLAB,指令窗口运行,mbui

11、ld-setup,命令,,>>mbuild-setup,Select a compiler:,,[1] Lcc C version 2.4 in C:\MATLAB6P5\sys\lcc,,[2] Microsoft Visual C/C++ version 6.0 in D:\Program Files\Microsoft Visual Studio,,[0] None,,Compiler:,2,,The default options file:,,"D:\Documents and Settings\sllu\Application Data\MathWorks\MATLAB\R13\c

12、ompopts.bat",,is being updated from C:\MATLAB6P5\BIN\WIN32\mbuildopts\msvc60compp.bat...,,7,2.,验证配置的正确性,验证分两步进行：首先验证,mbuild,命令是否可以将,C,源码转换成,EXE,文件；然后再验证,mcc,命令是否可以将,M,文件转换成,EXE,文件。,mcc,命令可以在,M,文件转换成,C,源码后，自动调用,mbuild,命令，将,C,源码转换成,EXE,文件。,,利用,MATLAB,自带的,ex1.c,和,hello.m,来验证,mbuild,和,mcc,命令。,（,1,）验证,me

13、x,应用程序,,先将,\extern\example\cmath,目录下的,ex1.c,文件复制到自己的目录下，并改名为,my_ex1.c,。,>>mbuild my_ex1.c,%,生成,my_ex1.exe,文件,,在,Windows,的,DOS,窗口运行,my_ex1.exe,文件查看其正确性。,（,2,）验证,mcc,应用程序,先将,\extern\example\compiler,目录下的,hello.m,文件复制到自己的目录下，并改名为,my_hello.m,。,>>mcc -p my_hello.m,,在,Windows,的,DOS,窗口运行,my_hello.exe,文件查看

14、其正确性。,D:\Documents and Settings\sllu\My Documents\MATLAB\MYFILE\mex\my_ex1,,1 3 5,,2 4 6,,1.0000+7.0000i 4.0000+10.0000i,,2.0000+8.0000i 5.0000+11.0000i,,3.0000+9.0000i 6.0000+12.0000i,D:\Documents and Settings\sllu\My Documents\MATLAB\MYFILE\mex\my_ex1,,Hello,World,,8,9.3,创建,MEX,文件,

15、,,创建,MEX,文件有两种方法,：,,利用,C,源码编辑器编写,C,语言,MEX,文件，经过,mex,命令编译链接得到,MEX,文件。,,利用,M,文件编辑器编写,M,函数文件，经过,mcc,命令编译链接得到,MEX,文件。,MEX,文件的优点,：,,运行速度快，利用,C,代码实现循环体要比,MATLAB,快很多；,,对于已存在的,C,或,FORTRAN,子程序，可以通过,MEX,文件在,MATLAB,环境中直接调用，而不必重新编写,M,文件,；,,对于,A/D,、,D/A,卡，或其它,PC,硬件，可以直接用,MEX,文件进行访问,；,,利用,MEX,文件，可以使用如,Windows,用户图

16、形界面等资源。,,9.3.1 C,语言,MEX,文件的构成,程序的构成主要由入口子程序和计算功能子程序两部分组成。,void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray*prhs[] ),,{,,/*,用来完成,MATLAB,与计算子程序之间通信任务的代码*,/,,},(1),入口子程序,,入口子程序必须是,mexFunction,，其构成形式为：,,mexFunction,函数的参数含义为：,,nrhs,：为输入参数的数目。,,prhs,：为输入参数数组，是指针数组。,,nlhs,：为输出参数的数目。,,p

17、lhs,：为输出参数数组，是指针数组。,,9,入口子程序的作用是在,MATLAB,系统与被调用的外部子程序之间建立通信联系。,(2),计算功能子程序,,计算功能子程序包含所有的实际需要完成的功能源代码，可以是用户以前所编写的算法和程序，以函数的形式存在。,,C,语言,MEX,文件必须包含,mex.h,库：＃,include,”,mex.h,”,。,mex.h,库中包含了,C,语言,MEX,文件所需要的,mex-,函数和,matrix.h,库（定义了,mx-,函数）。,,,mex-,和,mx-,函数是,MATLAB,提供与外界程序接口的函数。,mx-,函数用来实现,MATLAB,的矩阵操作；,m

18、ex-,函数用来实现从,MATLAB,环境中获取矩阵数据并返回信息。,9.3.2 C,语言,MEX,文件的建立,timestwo.c,,#include "mex.h,“,,/*,计算功能子程序,timestwo,，计算一个数的两倍*,/,,void timestwo(double y[], double x[]),,{,,y[0] = 2.0*x[0];,,},,/*,入口子程序,mexFunction*/,,void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[],,,int nrhs, const mxArray *prhs[] ),,{,,double *

19、x,*y;,,int mrows,ncols;,,10,/*,检查输入输出参数,*/,,if(nrhs!=1) {,,mexErrMsgTxt("One input required.");,,} else if(nlhs>1) {,,mexErrMsgTxt("Too many output arguments");,,},,/*,输入只能是一个双精度型的实数,*/,,mrows = mxGetM(prhs[0]);,,ncols = mxGetN(prhs[0]);,,if( !mxIsDouble(prhs[0]) || mxIsComplex(prhs[0]) ||,,!(mr

20、ows==1 && ncols==1) ) {,,mexErrMsgTxt("Input must be a noncomplex scalar double.");,,},,/*,为输出参数创建矩阵，输出指针指向该矩阵 *,/,,plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(mrows,ncols, mxREAL);,,/*,输入指针输出指针赋值 *,/,,x = mxGetPr(prhs[0]);,,y = mxGetPr(plhs[0]);,,/*,调用功能子程序 *,/,,timestwo(y,x);,,},在,MATLAB,命令窗口运行,,>>mex timestwo

21、.c,,>>y=timestwo(3),y=,,6,,11,9.3.3,由,M,文件创建,C MEX,文件,,M,脚本文件不能编译成,MEX,文件，必须把,M,脚本文件改写,M,函数文件才能进行编译。,,利用,MATLAB,编译器来由,M,函数文件创建,MEX,文件，使用,“,mcc,–,x,”,命令。,%circle.m,,function circle(x,y,r,varargin) if nargin<3,,x=0; y=0; r=1;,,End,,%,画圆,,t=0:0.1:2*pi;,,x1=sin(t);,,y1=cos(t);,,p

22、lot(x1*r+x,y1*r+y,,‘,r,’,);%,圆心,(x,y),,半径,r,,%,填色,,flag=0;,,if nargin>3,,flag=varargin{1};,,end,,if flag,,fill(x1*r+x,y1*r+y,'b'),,end,,axis square;,在,MATLAB,命令窗口运行,,>>mcc,–,x circle.m,,>>circle,>>circle(1,1,2,1),,12,9.4,创建独立的外部程序,EXE,文件,MEX,文件只能在,MATLAB,环境中运行；而,EXE,文件可以独立于,MATLAB,环境运行。,,用来创建独立应用程序的

23、源代码可以是,M,文件、,C,语言文件或者这些文件的组合。不管是哪一种文件格式，都应该包含有主函数，如,C,语言的,main,函数。,,得到的,exe,文件如果要正常运行，需要下列文件：,,,mbuild,编译得到的,bin,目录下的所有文件；,,所调用的,MEX,文件；,,MATLAB,提供的数学库；,,MATLAB,提供的图形库。,mcc,指令的典型调用格式,（可以利用,mcc-?,或,help mcc,查询帮助）：,,mcc -x filename1 filename2,,由,M,函数文件得到,MEX,文件,filename1.dll,,mcc -m filename,,由不包含绘图指令

24、的,M,文件得到可执行的,exe,文件,(c),,3.,mcc -p filename,,由不包含绘图指令的,M,文件得到可执行的,exe,文件,(c++),,4.,mcc -B sgl filename,,由含绘图指令的,M,文件得到可执行的,exe,文件,(c),,5.,mcc -B sglcpp filename,,,由包含绘图指令的,M,文件得到可执行的,exe,文件,(c++,独立应用程序,),注意：,“,－,”,与,mcc,之间必须有空格！,,13,main.m mrank.m,,%main.m,,function main,,r=mrank(5),,,%mra

25、nk.m,,function r=mrank(n),,%,向量,r,的每一个元素代表了一个魔方方阵的秩,,r=zeros(n,1);,,for k=1:n,,r(k)=rank(magic(k));,,end,在,MATLAB,指令窗口运行命令,,>>mcc -m main mrank,%,由,M,文件生成,exe,文件,在,Windows,的,DOS,窗口运行,D:\Documents and Settings\sllu\My Documents\MATLAB\MYFILE\mex\main,,r=,,1,,2,,3,,3,,5,,14,circle_main.m circle_fun.

26、m,,,%circle_main.m,,function circle_main,,circle_fun(1,1,2,1),,%circle_fun.m,,function circle_fun(x,y,r,varargin),,if nargin<3,,x=0; y=0; r=1;,,end,,%,画圆,,t=0:0.1:2*pi;,,x1=sin(t);,,y1=cos(t);,,plot(x1*r+x,y1*r+y,'r');,,%,填色,,flag=0;,,if nargin>3,,flag=varargin{1};,,end,,if flag,,fill(x1*r+x,y

27、1*r+y,'b'),,end,,axis square;,在,MATLAB,指令窗口运行命令,,>>mcc,–,B sgl circle_main,在,DOS,窗口运行：,,D:\Documents and Settings\sllu\My Documents\MATLAB\MYFILE\mex\circle_main,,15,9.5 Notebook,Notebook,（笔记本）是,MATLAB,与,Microsoft Word,的完美结合，使用户能在,Word,环境下灵活地使用,MATLAB,的数学运算和可视化功能，营造一个融文字处理、科学计算、工程设计于一体地工作环境。,9.5.1 N

28、otebook,的安装,,启动,MATLAB,后，在命令窗口中运行指令,,>>note-setup,,根据自己计算机所用,Word,的版本等，在提示下操作 ，直到出现,“,Notebook setup is complete,”,,,则表示安装结束。,9.5.2 Notebook,的启动,,1.,创建,M-book,文件,(1),从,Word,中启动,Notebook,,选择,Word,窗口的菜单,“,文件,”,,“,新建,”,，在出现的对话框中，选择,“,m-book,”,，则出现如图所示的新建对话框，选择,“,m-book,”,图标，按,“,确定,”,按钮。当保存文件时，默认的文件名为,

29、“,The MATLAB Notebook v1.doc,”,。,,16,(2),从,MATLAB,中启动,Notebook,在,MATLAB,命令窗口输入,“,notebook,”,命令，就可以启动,Notebook,。,,notebook,,打开一个新的,M-book,文档,,notebook FileName,打开已存在的,M-book,文件,,,FileName,应包括文件的完整路径和文件名。,,2. M-book,的界面,M-book,的界面比普通的,Word,多一个,“,Notebook,”,菜单 。,9.5.3 Notebook,的使用,,1.,输入细胞（群）的创建和运行,在,N

30、otebook,中，凡参与,Word,和,MATLAB,之间信息交换的部分，就称为,”,细胞（群）,“,。,(1),只创建不运行输入细胞（群）,在英文状态下按普通的文本输入方式，输入,MATLAB,命令，可以是独立行或嵌在文本中，然后用光标选中，按组合键,“,Alt-D,”,，或选择菜单,“,Notebook,”——“,Define Input Cell,”,，则所选中的文本形式命令就变成了输入细胞。,(2),创建并同时运行输入细胞,,在英文状态下按普通的文本输入方式，输入,MATLAB,命令，然后用光标选中，按组合键,“,Ctrl-Enter,”,，或选择菜单,“,Notebook,”——“

31、,Evaluate Cell,”,，则所选中的文本形式命令就会自动变成输入细胞，并得出运算结果，即输出细胞。,,17,2.,自初始化细胞及其应用,自初始化细胞（,AutoInit Cell,）与输入细胞唯一不同是：自初始化细胞会在用户启动,Notebook,时被自动送去运算，而输入细胞则不具备这种功能。,创建自初始细胞的方法是先将文本形式的,MATLAB,命令或已存在的输入细胞用光标选中，然后选择菜单,“,Notebook,”——“,Define AutoInit Cell,”,，则选中的文本形式,MATLAB,命令就会自动变成,AutoInit,格式。,3.,输出细胞,,输出细胞是,MATL

32、AB,的输出结果，包括数据、图形和出错信息。,,输出数据的有效数字、图形的大小都可以借助,“,Notebook,”——“,Notebook Options,”,菜单项打开的对话框进行设置。,（,1,）自初始化细胞的创建,为了避免其它文件或命令窗口中变量的改变影响该文件，保证文件输入输出数据的一致性，可以用,“,clear,”,命令作为该文件的第一个自初始化细胞。,（,2,）工作内存的初始化,4.,计算区,计算区（,Calc Zone),是一个由文本、输入细胞和输出细胞组成的连续区，用于实现某个具体的问题。,,创建计算区的方法是：先选定一个包含文本、输入细胞和输出细胞的连续区，然后选择菜单,“,

33、Notebook,”,,“,Define Calc Zone,”,；要运行计算区，可将光标置于计算区的任何位置，然后选择菜单,“,Notebook,”,,“,Evaluate Calc Zone,”,。,,18,5.,取消定义细胞（群）,取消定义细胞的方法是，先选定细胞，然后选择菜单,“,Notebook,”——“,Undefine Cells,”,，或当光标置于单元中时按,“,Alt-U,”,按钮，则该细胞就变成,“,Normal,”,样式的文本。,6.,整个,M-book,文件的运行,,菜单,“,Notebook,”——“,Evaluate M-book,”,是运行整个,M-book,

34、文件，即把文档中所有输入细胞送到,MATLAB,中去运行。,,7.,删除,M-book,文件所有选中的输出单元,当在撰写报告或布置作业时，如果需要删除所有的输出细胞，可以选择菜单,“,Notebook,”——“,Purge Selected output Cells,”,，则会删除选中的所有输出细胞。,,9.5.4,细胞的样式,与其它,Word,模板一样，,M-book,模板通过,”,样式,“,确定细胞的字体、字号和字色。,样式名,含义,字体,Input,输入细胞,10,磅,,(points),深绿色英文粗体,Courier New,Output,输出细胞,(,数据和字符,),10,磅,(po

35、ints),蓝色英文细体,Courier New,AutoInit,自初始化细胞,10,磅,(points),深蓝色英文粗体,Courier New,Error,出错提示,10,磅,(points),深红色英文粗体,Courier New,用户可通过,【,格式：样式,】,菜单打开的对话框进行修改。,,19,小结,,1,）了解,MATLAB,编译器的功能，利用编译器可以实现与,C,语言文件之间的交互，得到脱离,MATLAB,空间运行的独立执行程序。,,2,）掌握,mex,、,mbuild,、,mcc,三个命令的含义及其完成的操作。,,,mex,指令将,C,文件转换成,MEX,文件；,,,mbui

36、ld,指令将,C,文件转换成独立执行程序；,,,mcc,指令将,M,函数文件转换成,C,文件，并且可以调用,mex,、,mbuild,来生成,MEX,或独立执行文件。,,Windows,下,MEX,文件的后缀为,.dll,，可执行文件后缀为,.exe,。,,3,）熟悉,Notebook,的安装和使用。,,人有了知识，就会具备各种分析能力，,,明辨是非的能力。,,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,,古人说“书中自有黄金屋。,,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,,培养逻辑思维能力；,,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,,培养文学情趣；,,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,,给我们巨大的精神力量，,,鼓舞我们前进,。,