MATLAB与VC++混合编程的应用

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摘 要：介绍了三种实用易行的MATLAB与VC++混合编程方式,即利用MATLAB的MCC编译器,使用MATCOM软件转化M文件,使用MATLAB的COMBuilder工具制作COM组件.针对具体程序分别应用三种方法来实现,对每种方法介绍了详细步骤.对三种方法进行了分析比较,总结了各自的优缺点,实现了MATLAB出色的图形处理功能和数值计算能力与VC++强大编程能力的结合.

关 键 词：MATLAB；VC++；混合编程

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044（2013）10-2353-03

MATLAB是适合多学科,多种工作平台的功能强大的大型数值计算和系统分析软件.MATLAB将数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示相结合,包含了大量高度集成的函数,为科学研究、工程设计及众多学科领域提供了一种简洁、高效的编程工具,在数值分析、科学计算、算法开发、建模和仿真等方面具有独特优势[1].但是MATLAB使用的是解释性语言,限制了自身的执行速度；程序的执行限制与MATLAB自身的运行环境,不利于应用程序的开发；GUI功能较差.

VC++是强大的windows应用程序开发工具,它提供了高度集成的工具集和可视化集成的编程环境,包括了Microsoft的代码优化技术,极大提高了应用程序的设计效率,还提供了复杂的资源编辑器,拥有强大的GUI功能[2].

因此,实现MATLAB与VC++等可视化程序设计语言的混合编程,提高程序的执行速度,美化应用程序界面,脱离MATLAB环境,发布独立的应用程序,同时利用MATLAB在数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示等方面的强大功能,具有重要的意义.

1MATLAB与VC++混合编程方法

MATLAB与VC++有多种接口方法,但是一些常见方法难以实现,执行效率低,如MATLABEngine、直接调用MATLAB的C/C++数学函数库等.该文介绍三种只要在VC++平台下调用,不需要编写大量语句,更加适用于实际应用和软件开发的接口方法：利用MATLAB自带编译器MCC；使用MATCOM软件转换M文件；以及利用COMBuilder工具制作COM组件.

1.1利用MATLAB自带编译器MCC

MCC是MATLAB自带的优化编译器,作用是将m文件转化成C/C++代码,通过MCC,可以将MATLAB数学库、图形库和界面的MATLAB程序转化为DLL动态链接库、C/C++文件、EXE应用程序等一系列文件.MCC实现MATLAB与VC++混合编程的步骤为[3-4].

1.2使用MATCOM转换M文件

MATCOM是Mathworks公司推出的由MATLAB到C++的编译开发软件平台.MATCOM可以把M文件翻译成C++源文件,并编译为脱离MATLAB环境可独立运行的程序.它的编译环境为MIDEVA.通过MATCOM链接MATLAB的M文件有以下三种方式：

1）将M文件直接转换为C/C++,然后添加至MSVC工程中；

2）利用MATCOM生成独立执行的EXE文件,但由于VC和MATLAB之间不能交互,通用性差,仅适用于在VC中调用MATLAB实现图形显示.

3）实现在VisualC++6.0环境中直接对M文件进行编译,这种方法通过使用VisualMATCOM工具条,在脱离了MATLAB环境条件下,实现了VC++对M文件的调用,大大方便了应用程序的开发.

本文采用第三种—利用MATCOM直接在VC++中对M文件进行编译的方式,实现上述绘制正弦函数图形的程序[5].

1）安装MATCOM4.5,然后在VC++中设置MATCOM的调用环境,并生成一个VisualMATCOM工具条.

编译执行后,可通过点击对话框上的按钮,利用COM组件的方法,进行正弦图像的绘制,完成MATLAB与VC++的混合编程.

2结束语

通过上述三种方法的分析和实例应用,可以发现上述三种方式都不需要在VC++平台下编写大量语句,将程序的处理部分,全部用M文件完成,VC++中只需要简单的调用即可,相对于其他的混合编程方法,如通过MATLABEngine、直接调用MATLAB的C/C++数学函数库等执行效率低、需要用户在VC++下大量编写代码的方式,有着显著的优点,更加适用于实际应用和软件开发.这三种MATLAB与VC++的混合编程方法又有各自的特点：

1）利用MATLAB自带编译器MCC,将M文件转换成C/C++文件,除了上述优点外仍有很多限制,如：不能转换脚本M文件,只能转换M函数；不能使用MATLAB对象；不能用input或者eval操作MATLAB空间变量；不能动态地命名变量,然后用load或者se命令来操作；不能处理具有嵌套调用其他M文件的M文件；不能使用MATLAB内联函数等.

2）使用MATCOM转换M文件,相比其它两种方法,它具有转换过程简单,容易实现；不仅可以转换独立的脚本文件,也可以转换嵌套脚本文件；设置环境后,可以使用Matlab的部分工具箱函数等优点.但是,它仍旧存在以下不足：第一,需要安装MATCOM,为程序的开发增加了依赖性；第二,对struct等类的支持有缺陷,对class数据类型、部分绘图语句无法实现或得不到准确图象,尤其是三维图象；第三,利用MATCOM方式,在VC++编译过程中,程序很可能会发生不正常运行.

3）利用COMBuilder工具制作COM组件,这种方法增强了对图形的支持和程序的通用性,具有较高的运行效率,但是不支持脚本文件.因此在程序较大、调用工具箱函数或调用函数较多时推荐使用.

MATLAB与VC++的混合编程技术,既充分满足了对数值分析、矩阵运算和图形显示的要求,又降低了软件开发的难度,提高了系统的执行速率.但根据使用情况的不同,应选择不同的混合编程方法.