Call C/C++ file in Matlab

MEX compiles and links source files into a shared library called a MEX-file, executable from within MATLAB.

如何在matlab中调用c/c++文件?
解决方法之一是要通过使用MEX文件,MEX文件使得调用C函数和调用Matlab的内置函数一样方便。MEX文件是由原C代码加上MEX文件专用的接口函数后编译而成的。可以这样理解,MEX文件实现了一种接口,它把在Matlab中调用函数时输入的自变量通过特定的接口调入了C函数,得出的结果再通过该接口调回Matlab。该特定接口的操作,包含在mexFunction这个函数中,由使用者具体设定。MEX文件把C语言中的计算结果适当地返回给Matlab。我们就可以像调用M函数那样调用 MEX文件。

当我们已经有用C编写的大型程序时,大可不必在 Matlab里重写,只写个接口,做成MEX文件就成了。另外,在Matlab程序中的部份计算瓶颈(如循环),可通过MEX文件用C语言实现,以提高计算速度。

下面我们来看看怎样写mexFunction:

mexFunction的定义为:

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
/*....................................*/
}

可以看到,mexFunction是没返回值的,它不是通过返回值把结果传回Matlab的,而是通过对参数plhs的赋值。mexFunction的四个参数皆是说明Matlab调用MEX文件时的具体信息,如这样调用函数时:

>> b = 1.1; c = 2.2;
>> a = add(b, c)

mexFunction四个参数的意思为:
nlhs = 1,说明调用语句左手面(lhs-left hand side)有一个变量,即a。
nrhs = 2,说明调用语句右手面(rhs-right hand side)有两个自变量,即b和c。
plhs是一个数组,其内容为指针,该指针指向数据类型mxArray。因为现在左手面只有一个变量,即该数组只有一个指针,plhs[0]指向的结果会赋值给a。
prhs和plhs类似,因为右手面有两个自变量,即该数组有两个指针,prhs[0]指向了b,prhs[1]指向了c。要注意prhs是const的指针数组,即不能改变其指向内容。
因为Matlab最基本的单元为array,无论是什么类型也好,如有double array、 cell array、 struct array……所以a,b,c都是array,b = 1.1便是一个1×1的double array。而在C语言中,Matlab的array使用mxArray类型来表示。所以就不难明白为什么plhs和prhs都是指向mxArray类型的指针数组。

完整的add.c如下:

#include "mex.h" // 使用MEX文件必须包含的头文件
// 执行具体工作的C函数
double add(double x, double y)
{
return x + y;
}

// MEX文件接口函数

void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[], int nrhs,const mxArray *prhs[])
{
double *a;
double b, c;
plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);
a = mxGetPr(plhs[0]);
b = *(mxGetPr(prhs[0]));
c = *(mxGetPr(prhs[1]));
*a = add(b, c);
}

mexFunction的内容是什么意思呢?我们知道,如果这样调用函数时:

>> output = add(1.1, 2.2);

在未涉及具体的计算时,output的值是未知的,是未赋值的。所以在具体的程序中,我们建立一个1×1的实double矩阵(使用 mxCreateDoubleMatrix函数,其返回指向刚建立的mxArray的指针),然后令plhs[0]指向它。接着令指针a指向plhs [0]所指向的mxArray的第一个元素(使用mxGetPr函数,返回指向mxArray的首元素的指针)。同样地,我们把prhs[0]和prhs [1]所指向的元素(即1.1和2.2)取出来赋给b和c。于是我们可以把b和c作自变量传给函数add,得出给果赋给指针a所指向的mxArray中的元素。因为a是指向plhs[0]所指向的mxArray的元素,所以最后作输出时,plhs[0]所指向的mxArray赋值给output,则 output便是已计算好的结果了。

用法:

MEX文件在不同的平台下,具有如下的扩展名:

sol2, SunOS 5.x – .mexsol
hpux            – .mexhpux
hp700           – .mexhp7
ibm_rs          – .mexrs6
sgi             – .mexsg
alpha           – .mexaxp
glnx86          – .mexglx
Windows         – .dll

使用:

MEX Compile MEX-function.
MEX [option1 … optionN] sourcefile1 [… sourcefileN]
[objectfile1 … objectfileN] [libraryfile1 … libraryfileN]

其中的参数可以参考MATLAB的help。

例子:在command line下输入

mex 带路径的文件名.c

运行后就会在源文件所在的路径下生成相应的文件,在windows下为.dll

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