VC 编译 MATLAB 的 mex 文件

VC 编译 MATLAB 的 mex 文件
mex 文件是 MATLAB 调用其他程序设计语言程序或算法的接口。在 Windows 环境中，
mex 文件是扩展文件名为 DLL 的动态链接库，可以在 m 程序中直接调用，用户可以通过
234 MATLAB 实用教程
MATLAB 提供的命令“mex”将 C 程序编译成 mex 文件，实现 MATLAB 环境下直接调用或
链接这些程序。mex 文件必须在 C 语言编写后用“mex”命令编译生成，编写时按照 MATLAB
规定的格式和步骤进行，采用 mex 函数库中的函数与 MATLAB 进行交互，从 MATLAB 中获
取数据并返回信息。
本节在讲述 mex 文件系统设置、mex 函数和 mex 文件建立方法的基础上，通过实例说明
VC 编译 MATLAB 中 mex 文件的方法。
11.5.1 mex 文件系统设置
编译和生成 mex 文件，需要安装 MATLAB 应用程序接口组件及 C 语言编译器。在
Windows 环境下编译 mex 文件，编译器必须支持 32 位的 Windows 动态链接库。第一次使用
mex 命令时必须通过命令窗口执行命令“mex –setup”进行适当配置，配置时第一个问题可
选“n”，编译器可选用“Microsoft Visual C/C++ version 6.0”。
11.5.2 mex 函数和 mex 文件
mex-函数是 MATLAB 外部程序的接口函数，以 mex 为前缀，用于实现 mex 文件与
MATLAB 的交互，mexFunction 函数是 mex 文件的核心。
MexFunction 的函数声明如下：
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[ ], int nrhs,const mxArray *prhs[ ])
其中，nlhs 为输出变量的个数；plhs 为指向输出变量指针的数组；nrhs 为输入变量的个
数；prhs 为指向输入变量指针的数组。mexFunction 函数中的参数声明是只读的，不能被修改，
MATLAB 调用 mex 程序时自动生成参数 nlhs、plhs、nrhs 和 prhs。
MATALB 中相应函数的调用格式为“[a,b,…]=fun(c,d,…)”，a，b，… 为函数的输出变量，
c，d，… 为函数的输入变量，此时 nlhs 为 a，b，… 变量的个数，nrhs 为 c，d，… 变量的
个数。例如，调用名为 engwm 的文件，可在 MATLAB 的命令行输入“[a,b,c]=engwm(x,y)”，
执行后 nrhs=2、nlhs=3、并创建指针数组 prhs[0]-> x、prhs[1]->y，这时输出变量还没有创建，
指针数组中 plhs[0]、plhs[1]、plhs[2]均指向 NULL。
函数 mexErrMsgTxt 用于显示错误信息，显示完毕后立即终止当前运行的 mex 程序（这
与其他显示函数不同）。其他 mex 函数可参阅 MATLAB 的帮助文档。
下面通过编写显示字符串的程序，说明 mex 文件的建立和使用方法。
（1）编写 C 语言程序代码
VC 中新建文件 good.cpp 并将其保存在指定目录中（如 E:\MEX），如图 11-22 所示。
good.cpp 的代码如下：
#include “mex.h”
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[ ],int nrhs, const mxArray *prhs[ ])
{
mexPrintf(“Good Morning!\n”);
}
这里，必须包含头文件 mex.h（该文件包含定义矩阵的头文件 matrix.h 和 mex 函数的声
第 11 章编译器与外部接口 235
明），mexPrintf 函数（只能用于 mex 程序）与 printf 函数的用法基本相同。

图 11-22 创建文件 good.cpp
（2）编译 good.cpp
打开 MATLAB 平台并将工作目录改为 good.cpp 所在目录 E:\MEX，输入命令“mex
good.cpp”，则在目录 E:\MEX 下生成同名 DLL 程序 good.dll。
（3）执行 good.dll 程序
输入命令“good”将显示字符串“Good Morning”，如图 11-23 所示。

图 11-23 MEX 程序的编译和执行
上述源文件 good.cpp 为 C++文件，也可用 C 文件 good.c 作为源文件（两文件代码相同）。
用 mex 编译生成 mex 文件时，命令改为“mex good.c”，good.c 所在目录中生成 good.dll，而
good.dll 的调用方法不变。
236 MATLAB 实用教程
11.5.3 VC 编译 mex 文件使用实例
前面通过 MATALB 命令“mex”编译了 mex 文件，如果 mex 程序比较复杂（例如需要
复杂界面窗口），应考虑使用 VC 的 Project Wizard、Class Wizard 编译，下面用一个实例介绍。
1．设置 VC 的头文件搜索路径和库文件搜索路径
设置方法与 VC 调用 MATLAB 引擎时的设置相同，这里不再赘述。
2．建立工程
用 MFC AppWizard(dll)方式在指定目录下建立名为 Mexwm 的工程并选择静态链接。工
程 Mexwm 包含若干头文件和 Mexwm.cpp、Mexwm.def、Mexwm.rc、StdAfx.cpp 文件。
文件 Mexwm.def 中加入 mexFunction 函数，修改后的代码如下：
; Mexwm.def : Declares the module parameters for the DLL.
LIBRARY "Mexwm"
DESCRIPTION \'Mexwm Windows Dynamic Link Library\'
EXPORTS
; Explicit exports can go here
mexFunction
新建文件 circumference.cpp 并加入工程（文件功能是求圆周长），代码如下：
#include "stdafx.h"
#include "mex.h"
#include <math.h>
void circumference(double y[ ],double x[ ])
{
y[0]=x[0]*2*3.14;
return;
}
void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
{
double *x; double *y; CString str;
//检查变量个数
if(nrhs!=1)
{
mexErrMsgTxt("输入变量只能为 1 个！");
}
else if(nlhs!=1)
{
mexErrMsgTxt("输出变量只能为 1 个！");
}
plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(1,1,mxREAL); //创建输出变量矩阵
y=mxGetPr(plhs[0]); //赋输出变量的数据指针给 y
x=mxGetPr(prhs[0]); //赋输入变量的数据指针给 x
//调用计算程序
circumference(y,x);
str.Format("圆周为％3.2f",*y);
第 11 章编译器与外部接口 237
AfxMessageBox(str);
}
3．设置工程选项
选择菜单【Project】中的【settings】打开工程设置对话框，在 Link 选项卡的【对象/库
模块】文本框输入库文件名 libmx.lib libmex.lib libmat.lib（见图 11-24），在【C/C++】选项卡
的【Preprocessor definitions field】文本框中输入 MATLAB_MEX_FILE（见图 11-25）。设置
完毕并编译连接之后，工程所在目录下 debug 文件夹中生成动态连接库 Mexwm.dll。