MATLAB外部程序接口技術(shù)

1、第十一章 MATLAB外部程序接口技術(shù)11.1 M編譯器的功用和前提準(zhǔn)備11.2 創(chuàng)建MEX文件11.2.1 MEX文件編譯的驗證【例11.2-1】驗證mex應(yīng)用程序把C碼文件編譯成MEX文件的正確性。（1）先將matlabexternexamplesmex目錄下的yprime.c文件復(fù)制到用戶自己的工作目錄（比方d:mywork），然后將此文件名改為my_yprime.c。（2）運行以下指令cd d:myworkmex my_yprime.cmy_yprime(1,1:4)which my_yprime ans = 2.0000 8.9685 4.0000 -1.0947d:myworkmy

2、_yprime.dll 說明l 應(yīng)該指出：mex的編譯操作也可以象圖11.2-1那樣在DOS環(huán)境中進(jìn)行，結(jié)果相同。圖 11.2-1 在DOS狀態(tài)下進(jìn)行編譯操作【例11.2-2】驗證mcc應(yīng)用程序把M碼文件編譯成MEX文件的正確性。（1）先將matlabexternexamplesmex目錄下的yprime.m文件復(fù)制到用戶自己的工作目錄（比方d:mywork），然后將此文件名改為my_yprime_m.m。（2）運行以下指令cd d:mywork%把用戶目錄指定為當(dāng)前目錄mcc -x my_yprime_mmy_yprime_m(1,1:4)which my_yprime_m ans = 2.

3、0000 8.9685 4.0000 -1.0947d:myworkmy_yprime_m.dll 11.2.2 由M文件創(chuàng)建C MEX文件的算例【例11.2-3】先編寫一個“判斷方陣是否奇異”的M文件，然后由該M文件生成相應(yīng)的MEX文件。（1）在MATLAB的編輯器中，編寫下面的函數(shù)文件exm1.m 。exm1.mfunction y=exm1(A)m,n=size(A);if m=n;error('An input matrix should be n-by-n.')endr=rank(A);if r=mdisp('This matrix is nonsigular

4、')elsedisp('This matrix is sigular')end（2）把該函數(shù)文件存放于用戶目錄d:mywork下。（3）在MATLAB命令窗中，運行以下指令對exm1.m進(jìn)行編譯。 mcc -x exm1 %編譯m文件。 （4）調(diào)用MEX文件exm1.dll 進(jìn)行計算A=1,0,1;2,1,0;4,1,4 exm1(A) which exm1 A = 1 0 1 2 1 0 4 1 4This matrix is nonsigulard:myworkexm1.dll 【例11.2-4】產(chǎn)生一個繪圓的MEX文件。本例演示：（A）M腳本文件不能被編譯；（B）

5、如何把腳本文件改寫成函數(shù)文件；（C）改寫后的M函數(shù)文件可被正確編譯。（1）原始的繪圓腳本文件circle.mclf;r=2;t=0:pi/100:2*pi;x=r*exp(i*t);plot(x,'r*');axis('square')（2）對該腳本文件直接編譯將因錯誤而失敗mcc -x circle ? Error: File "circle" is a Script M-file and cannot be compiled with the current Compiler.Error in => H:MATLAB53toolbo

6、xcompilermcc.dll （3）把腳本文件改寫成函數(shù)文件circle_f.m:function circle_f(r)clf;t=0:pi/100:2*pi;x=r*exp(i*t);plot(x,'r*');axis('square')（4）再對circle_f.m進(jìn)行編譯，將順利通過mcc -x circle_f （5）運行生成的MEX文件circle_f.dllcircle_f(0.5) which circle_f d:myworkcircle_f.dll圖11.2-2 MEX文件circle_f.dll所畫的圓11.3 創(chuàng)建獨立的外部應(yīng)用程序1

7、1.3.1 M編譯器的預(yù)配置 一 對M編譯器mbuild應(yīng)用程序的設(shè)置 二 配置正確性的驗證【例11.3-1】驗證mbuild應(yīng)用程序把C碼文件編譯成EXE文件的正確性。（1）先將matlabexternexamplescmath 目錄下的ex1.c文件復(fù)制到用戶自己的工作目錄（比方d:mywork），然后將此文件名改為my_ex1.c。（2）在MATLAB指令窗中運行以下指令，將在d:mywork目錄下產(chǎn)生my_ex1.exe。cd d:myworkmbuild my_ex1.c（3）打開Windows的DOS窗口，并使d:mywork成為當(dāng)前目錄，運行my_ex1.exe，若得到結(jié)果與圖1

8、1.3-1相同，就表示mbuild應(yīng)用程序工作正常。圖 11.3-1 在DOS窗口運行驗證程序my_ex1.exe所得的結(jié)果【例11.3-2】驗證mcc應(yīng)用程序把M文件編譯成EXE文件的正確性。（1）先將matlabexternexamplescompiler目錄下的hello.m文件復(fù)制到用戶自己的工作目錄（比方d:mywork），然后將此文件名改為my_hello.m。（2）在MATLAB指令窗中運行以下指令，便在d:mywork目錄下產(chǎn)生my_hello.exe。mcc -p my_hello.m （3）打開Windows的DOS窗口，并使d:mywork成為當(dāng)前目錄，運行my_hell

9、o.exe，若得到結(jié)果與圖11.3-2相同，就表示MATLAB編譯器工作正常。圖11.3-2 在DOS窗口運行驗證程序my_hello.exe所得的結(jié)果【例11.3-3】驗證mbuild、mcc工作正確性也可以在DOS狀態(tài)下進(jìn)行。（1）為確保驗證過程的可信度，首先刪除d:mywork目錄上的所有文件。（2）將MATLAB自帶的ex1.c和hello.m文件復(fù)制到用戶自己的工作目錄d:mywork ，并將它們分別改名為my_ex1.c和my_hello.m 。（3）然后打開Windows的DOS窗口，進(jìn)行如圖11.3-3的操作。（4）假如所得結(jié)果與圖11.3-3相同，則表明工作正常。圖 11.3

10、-3 在DOS狀態(tài)驗證編譯指令11.3.2 獨立外部程序的工作特點和創(chuàng)建過程 一 獨立外部程序與MEX文件的不同工作特點 二 獨立外部程序創(chuàng)建過程說明11.3.3 關(guān)于指令mbuild11.3.4 科學(xué)計算和結(jié)果可視化獨立應(yīng)用程序的創(chuàng)建 一 創(chuàng)建獨立應(yīng)用程序時mcc的使用格式 二 由全M源文件產(chǎn)生EXE科學(xué)計算應(yīng)用程序【例11.3-4】創(chuàng)建一個適應(yīng)“超定”、“恰定”、“欠定”線性方程求解的示例性應(yīng)用程序。（1）編寫以下兩個M函數(shù)文件。LLS.mfunction LLS()Ae=5;Av=2;A,b=LLSDATA(Ae,Av);x=Ab;%以下都是為獲得較清晰的顯示而編寫S='恰定&#

11、39;if Ae>Av S='超定'elseif Ae<Av S='欠定'enddisp('用外部獨立程序求如下' S '方程 Ax=b 的解，其中')cs=blanks(Ae)'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 

12、9;)nxs=fix(Av/2);cxs=blanks(Av)'xs=cxs;xs(nxs)='x'exs=cxs;exs(nxs)='='disp(xs cxs exs cxs num2str(x)LLSDATA.mfunction A,b=LLSDATA(Ae,Av)n=max(Ae,Av);WA=magic(n);A=WA(:,1:Av);if n>Ae A=WA(1:Ae,:);endb=ones(Ae,1);（2）對存放在d:mywork上的這兩個文件進(jìn)行編譯。圖 11.3-4 獨立應(yīng)用程序LLS.exe解超定方程示例（3）把LLS.m文

13、件第2、3行改為Ae=3;Av=5，將文件另存為LLS1.m并重新編譯、運行。mcc -p LLS1 !LLS1 外部獨立程序求欠定方程 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 三 可視化應(yīng)用程序的產(chǎn)生和使用【例11.3-5】產(chǎn)生一個能繪制類似圖6.3-3所示圖形的C+獨立應(yīng)用程序。（1）將例6.3-3中的代碼加上function“頭”后保存為函數(shù)文件grph.m，function grphX0,Y0,Z0=sphere(30); %產(chǎn)生單位球面的三維坐標(biāo)X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0; %產(chǎn)生半徑為2的球面的三維坐標(biāo)surf(X0,Y0,Z0); %畫單位球面shading interp %采用插補(bǔ)明暗處理hold on,mesh(X,Y,Z),color