?? c＋＋builder與matlab混合編程 .htm
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<HTML><HEAD><TITLE>計算機世界: C＋＋Builder與Matlab混合編程</TITLE><LINK href="/style.css"
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<CENTER>
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<TBODY>
<TR>
<TD vAlign=top><BR>
<P align=right><FONT color=#ff0000><B>2000年4月17日</B></FONT> <BR>
<CENTER><IMG src="C＋＋Builder與Matlab混合編程 .files/c&l8.gif"></CENTER>
<P></P>
<CENTER><FONT color=#0000c0>
<H2>C＋＋Builder與Matlab混合編程 </H2></FONT>
<H3>長沙張云洲（xingsha@263.net） </H3>
<HR>
</CENTER>
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>
在C＋＋Builder中調用Matlab工具箱函數，有兩種實現方式。一種是基于Matlab環境支持，通過必要的設置實現，筆者在本刊上曾撰文對這種方式進行了專門的闡述。另一種則是完全脫離Matlab環境，通過動態連接庫方式實現對Matlab工具箱函數的調用，這可以通過一種開發平臺Mediva來實現。相對來說，前者的限制因素較多，而后者則較為方便靈活。
<H3>一、 Mediva軟件平臺 </H3><FONT
color=#ffffff>----</FONT>Mediva是Mathtools公司推出的一種Matlab編譯開發軟件平臺，提供對Matlab程序文件（M文件）的解釋執行和開發環境支持。該軟件有為Borland
C＋＋、Visual
Basic和Dephi等編程語言開發的不同版本，目前其版本已經到了4.5版，軟件大小僅6.5M，可以通過訪問其站點www.mathtools.com免費下載試用一個月。
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>Mediva軟件平臺本身的功能相當強大，提供近千個
Matlab的基本功能函數，通過必要的設置，就可以直接實現與C＋＋的混合編程，而不必再依賴Matlab；同時，Mediva還提供編譯轉換功能，能夠將Matlab函數或編寫的Matlab
程序轉換為C＋＋形式的DLL，從而實現脫離Matlab環境對Matlab函數和過程的有效調用，這樣就有可能實現對Matlab強大的工具箱函數的利用。
<P><FONT
color=#ffffff>----</FONT>Mediva的缺點是C＋＋與Matlab混合編寫的應用軟件必須攜帶必要的DLL，從而增大了軟件的體積（約4M），同時也不能對所有的Matlab
函數提供支持，例如采用類庫進行設計的部分函數。但盡管如此，對于控制系統計算機設計、分析的工作來說，Mediva仍不失為一個好的工具。
<H3>二、 C＋＋Builder直接調用Matlab函數 </H3><FONT
color=#ffffff>----</FONT>本文假設已經安裝了Mediva軟件或已經得到必要的兩個動態連接庫mdv4300.dll和ago4300.dll。
<P><FONT
color=#ffffff>----</FONT>Mediva提供的近千個Matlab基本功能函數，都可以在C＋＋Builder中直接調用。這些函數包括基本的操作、命令、I/O、線性代數、位圖、控制等，基本上可以滿足我們的一般需要。當然其最大的優點就是可以直接在C＋＋
Buider中直接調用而不必考慮安裝龐大的Matlab。
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>其實現方式和步驟如下：
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>1． Lib文件的生成
在Dos下用C＋＋Builder中的Implib.exe，通過如下命令生成mdv4300.lib:
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>implib mdv4300.lib mdv4300.dll
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>將上述兩個DLL文件和此Lib文件拷貝到當前目錄下。
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>2．實現與Matlab的混合編程
<P><FONT
color=#ffffff>----</FONT>Matlab.h包含了Mediva中所有類型、常量、函數的說明和定義，必須將此頭文件放于程序的第一行。Mediva給出的Matlab函數形式并不特殊，如繪線函數Plot，在Mediva中說明為：Mm
DLLI plot(cMm varargin)；varargin與Matlab
中的意義是一樣的，與輸入變量的個數相對應。所有可以直接使用的函數都在Matlib.h頭文件中定義，而在mdv4300.dll中實現。
<P><FONT
color=#ffffff>----</FONT>但在C＋＋Builder中使用Mediva提供的Matlab函數的格式，與Matlab編程稍有不同，這主要體現在C＋＋中必須進行必要的說明上。例如我們要用繪線函數Plot來繪制數組x[100]的紅色圖線。在Matlab中調用為Plot(x,‘r')；在
C＋＋中調用則為：Plot(CL(x),TM(“r"))，其中CL是一個關鍵字，是多變量輸入時所必須使用的，用以指明調用的變量；而TM則指明，這是一個字符。
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>下面我們給出一個示例程序，其功能是對一個1024
點的輸入數組進行FFT變換，并繪制變換后頻譜實部的火柴桿圖，最后將原數據和變換后的數據寫入數據文件中。 <PRE> ＃include“matlib.h" //必須包含的頭文件
＃include <VCL.H>
＃pragma hdrstop
＃include“TryMatcomU.h"
＃pragma package(smart_init)
＃pragma resource“＊.dfm"
TForm1＊Form1;
__fastcall TForm1::TForm1(TComponent＊ Owner)
: TForm(Owner)
{
}
void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject＊Sender)
{
int k=0;
initM(MATCOM_VERSION); //必須
進行的初始化
Mm cur1,cur2; //定義變量
cur1=zeros(128); cur2=zeros(128); //變量初始化
for (k=1;k<=128;k＋＋)
cur1.r(k)=randM(); //生成一個隨機數列
figure(1);
plot(cur1); //圖形顯示該數列
cur2=fft(cur1,128); //做128點fft變換
figure(2);
//繪制fft變換后實部的火柴桿圖，注意此處多變量輸入的格式
stem((CL(cur1),real(cur2),TM(“r")));
fid=fopen(filename,mode,format) opens
exitM(); //退出調用
}
</PRE>
<P><FONT
color=#ffffff>----</FONT>如果完全使用C＋＋來實現本程序的工作，其代碼將超過300行！由此可以看出，C＋＋Builder與Matlab函數的混合編程可以給我們帶來多么大的方便！
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>3．變量內部狀態/數據的觀察方法
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT> Mediva使用的所有變量均定義為Mm類型。如果在C
＋＋Builder中觀察Mm類型變量的內部狀態/數據，要稍麻煩一些，但在調試程序時，這又是不可避免的一步，這里舉例給出變量觀察的方法。
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>例如對上面生成的cur2數列進行觀察： <PRE> ＊cur2.pr 0.1892 cur2(1)的實部
＊cur2.pi 0.0013 cur2(1)的虛部
</PRE>
<H3>三、 C＋＋Builder調用Matlab工具箱 <BR>函數轉換后的DLL </H3><FONT
color=#ffffff>----</FONT>1． Matlab函數向DLL的轉化
<P><FONT
color=#ffffff>----</FONT>Mediva軟件提供了將Matlab函數轉換為DLL的功能，非常方便。但需要注意的是：
<UL>
<LI>Matlab5.0以上版本，所有帶有tf類的函數均無法轉換；
<LI>Matlab4.2以下版本，多數函數能夠轉換，但轉換后大多不能直接使用，而必須加以處理。</LI></UL>
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT> MATCOM V4.3中把含有輸入參數的M文件轉換成
DLL時,生成的DLL無法調用。以.M為例： <PRE> function [x1,x2]=flower(x3)
</PRE>
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>MATCOM生成的FLOWER.CPP和FLOWER.H中聲明為: <PRE>Mm flower(Mm x3, i_o_t, Mm＆ x1__o, Mm＆ x2__o) {
begin_scope
x3.setname(“x3");
...
}
Mm flower(Mm x3);
Mm flower(Mm x3, i_o_t, Mm＆ x1__o, Mm＆ x2__o);
</PRE>
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>而生成的G_FLOWER.CPP聲明為: <PRE> void DLLX _stdcall flower_1_1(Mm＊＊ in01, Mm＊＊out01)
void DLLX _stdcall flower_1_2
(Mm＊＊ in01, Mm＊＊out01, Mm＊＊out02)
</PRE>
<P><FONT
color=#ffffff>----</FONT>其中對于in01的說明是不正確的，應按如下修改，然后，按如下MAKE文件進行編譯。 <PRE>＃
＃ MATCOM makefile
＃
all: flower.dll
g_flower.obj: g_flower.cpp
bcc32－c－Id:\matcom43\－WD－Id:\matcom43\lib
－H=matlib.csm－a4－5－eg_flower.obj g_flower.cpp
flower.dll: flower.obj g_flower.obj
bcc32－Ld:\matcom43\－WD－Id:\matcom43\lib
－H=matlib.csm－a4－5－eflower.dll @flower.rsp
d:\matcom43\lib\mdv4300b.lib
</PRE>
<P><FONT color=#ffffff>----</FONT>在CPP中調用這個函數之前，一定要先給in01分配空間。 <PRE> ＃include“matlib.h"
＃pragma hdrstop
＃include“flower.h"
＃define WIN32_LEAN_AND_MEAN
＃include <WINDOWS.H>
＃include“matlib.h"
＃pragma hdrstop
extern“C" {
void DLLX _stdcall flower_1_1(Mm in01, Mm＊＊out01) {
＊out01=new Mm();
//＊in01=new Mm();
＊＊out01=flower(in01);
exitM();
}
void DLLX _stdcall flower_1_2(Mm in01, Mm＊
＊out01, Mm＊＊out02) {
＊out01=new Mm();＊out02=new Mm();
//＊in01=new Mm();
flower(in01, i_o ,＊＊out01,＊＊out02);
exitM();
}
</PRE></TD></TR></TBODY></TABLE>
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function adbn(sname,pname)
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var Jtoday= new Date();jt=Jtoday.getTime();
var tilex='';
var catex='';
var sizex='1x1';
var w=1;h=1;
var adname='.cn';
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}
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adbn('www.ccw.com.cn/','week');
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<BR>
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</TD></TR>
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<TD align=middle colSpan=7><BR>周報全文頻道聯系方式：010-68096699-812</TD></TR>
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target=_blank>【關于我們】</A></TD>
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target=_blank>【廣告服務】</A></TD>
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<TD align=middle colSpan=5>Copyright(C) ccw.com.cn,All rights reserved
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colSpan=7><B>中國計算機世界出版服務公司版權所有</B></TD></TR></TBODY></TABLE></CENTER></BODY></HTML>
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