VC中如何使用MATRIX.doc

摘要：本文简要地介绍了Matrix库档，描述了在VC+中设置调用Matrx的操作过程，详细讲述了在VC+工程档中调用Matrx的方法。另外，对矩阵变数的几种读写操作以及可变输入多输出变数函数的调用问题进行了讨论。1Matrix简介 Matrix是Mathtools公司利用Matcom技术开发的一个面向转业从事工程技术和科学计算人员的矩阵数学库（对於Matcom4.4来说库档案名为mdv4400v.lib）。这个C+库提供了一个双精度matrix类型M，它可以是复数矩阵、实数矩阵、稀疏矩阵甚至n维矩阵。这个库有500多个很好的函数供我们使用。库中所提供的函数涉及线性代数、多项式数学、信号处理、档输入输出、图像处理、绘图等方面。下面我们就在VC+中调用这一库档中的函数的操作作详细的说明。2Matrix函数调用方法 Matrix是一个C+的库。为了成功地将这一库档集成到C+的工程档中，简要地说需要做如下的操作： （1） 将库档加到C+的工程中 （2） 使用库的头档matlib.h （3） 初始化库 （4） 创建矩阵变数 （5） 访问矩阵单元 （6） 调用Matrix的函数 为了更好地理解如何在VC+中调用Matrix的函数，我们在这里描述一下从创建工程到最後调用Matrix的函数的全过程。 ?创建一个新的C+工程 在VC中选择功能表 File / New / Win32 Console Application ?将库档加到C+的工程中 Matrix必须加入到C+的工程档中，以便C+编译器能够将它链结到最後的执行档中去。在VC中利用功能表命令 Project/Add to Project / Files 将mdv4400v.lib 加入到C+工程中。 ?创建新的原始档案 利用功能表命令Project / Add to Project / New / C+ Source File. 命名为Demo.cpp ?将matlib.h加入到工程中我们还要将描述Matrix.中用到的资料类型，函数原型以及常量的matlib.h 加入到工程中。在demo.cpp的第一行加入 #include matlib.h 同时告诉编译器档matlib.h所在的路径，即用功能表项Project / Settings / C, C+ / Preprocessor / Additional include subdirectories.来完成此项工作。 ?初始化类库 在调用Matrix.之前要用“initM(MATCOM_VERSION);”函数来初始化类库调用，并用“exitM();”函数来结束类库调用。故在demo.cpp 中加入下列代码： int main() initM(MATCOM_VERSION); exitM(); return 0; 由於initM 是通过一个静态变数而受保护的，所以它可以多次调用。MATCOM_VERSION是一个在matlib.h中定义了的常量，它保证了动态连结程式库与matlib.h 相匹配。 ?创建矩阵变数 在Matrix中矩阵类型被称作Mm，我们就是用这一关键字来创建新的矩阵变数，如 Mm a ; Mm b ; Mm v; 这VC+三条VC+语句在VC+当前工程档中创建了a、b、v三个矩阵变数。 ?访问矩阵单元 矩阵单元的访问包括赋值和取回值。在C+中读写矩阵单元是用两个函数来完成的，即通过a.r()来访问矩阵的实部，而通过a.i()来访问矩阵的虚部，其中a为矩阵变数，如 a=rand(3); b=zeros(3,1); b.r(1,1)=1; b.r(2,1)=2; b.r(3,1)=3; 可以利用函数display(var)来显示变数的值，如display(a);display(b); 由於矩阵单元数目可变性大，有时矩阵很大，单纯用这两个函数来赋值就显得比较麻烦。为此，还有更灵活的方式给矩阵单元赋值。BR()函数使得我们可以通过资料列表给矩阵赋值，如 a=(BR(1),0,-1,semi,i,pi,5,semi,0.3,-4,0); 这里semi也是Matrix中的一个函数，它代表Matlab中的一个分号。 我们还可以通过M_VECTOR宏将已有的定长的double类型的矩阵的值赋给矩阵变数，如 double a_v6=1,-3.9,6.7,-5.8,2.8,-0.5; Mm a; M_VECTOR(a,a_v)当我们有很多的矩阵单元要进行读写操作时，如果还是利用a.r()来逐一逐一地拷贝值的话，其性能不好。C+提供了直接访问矩阵记忆体的方法，即通过a.addr() 返回矩阵变数的实部的指标，通过 .addi()返回矩阵变数的虚部的指标，如Mm X; X=zeros(100,100);X.addr()指向矩阵变数的 (1, 1)处，X.addr(n)指向矩阵变数第n个单元所在的位置，X.addr(m, n)指向矩阵变数的(m, n)处。Mm x; double a,b,c; x=magic(3); /生成一个3阶幻方矩阵x / x= 8 1 6 ; 3 5 7 ; 4 9 2 a=*x.addr();/ a=8 b=*x.addr(2); / b=1 c=*x.addr(2,3); / c=7 *x.addr(3,1)=-999;/ x= 8 1 6 ; 3 5 7 ; -999 9 2 *x.addr()=-*x.addr(); / x= -8 1 6 ; 3 5 7 ; -999 9 2 我们利用.addr() 可以将矩阵中的所有元素一次读入到一个double型的指标: double* a_v=(double*)malloc(512*sizeof(double); Mm a=some_function(); / 假设 a 是 512x1 的矩阵 memcpy(a_v,a.addr(),512*sizeof(double); ?函数调用Matrix为我们提供了500多个很实用的函数，对於这些函数的调用说明的详细资料可以参看 Matcom4.4以上版本的用户参考手册。这里我们要介绍的是这类函数的多变数输入输出的问题返回值的问题。对於返回多个值时这样处理：.m code functiona, b=matlabfun(c)/ C+ header fileMm matlabfun(Mm c,i_o, Mm& a, Mm& b); / C+ 调用 matlabfun(c,i_o,a,b); i_o起着位置分隔作用，它将输入和输出分成两部分，见实例：Mm x,v,d; x=wilkinson(7); eig(x,i_o,v,d); display(v); display(d); 当函数接受可变数目的输入参量时需要用CL来包装，如： Mm t; t=linspace(0,2*pi); plot(CL(t),sin(t),TM(*) 3完整的实例程式 #include matlib.h int main() initM(MATCOM_VERSION); Mm a ; Mm b ; Mm v; a=rand(3); b=zeros(3,1); b.r(1,1)=1; b.r(2,1)=2; b.r(3,1)=3; display(a); display(b); a=(BR(1),0,-1,semi,i,pi,5,semi,0.3,-4,0); display(a); double a_v6=1,-3.9,6.7,-5.8,2.8,-0.5; Mm c; M_VECTOR(c,a_v) display(c); Mm x; int a0,b0,c0; x=magic(3); /生成一个3阶幻方矩阵x display(x); a0=int(*x.addr();/ a0=8 b0=int(*x.addr(2); / b0=1 c0=int(*x.addr(2,3); / c0=7 printf(a0=itb0=itc0=itn,a0,b0,c0); *x.addr(3,1)=-999;/ x= 8 1 6 ; 3 5 7 ; -999 9 2 *x.addr()=-*x.addr(); / x= -8 1 6 ; 3 5 7 ; -999 9 2 display(x); double* a_vv=(double*)malloc(512*sizeof(double); Mm aa=rand(512,1); / 假设 a 是 512x1 的矩阵 memcpy(a_vv,aa.addr(),512*sizeof(double); Mm xx,vv,dd; xx=wilkinson(3); eig(xx,i_o,vv,dd); display(vv); display(dd); Mm t; t=linspace(0,2*pi); plot(CL(t),sin(t),TM(*); exitM(); return 0; 从实例可以看出，Matrix实际上是将一些很有用的Matlab函数封装成C+的库档，使得我们在C+工程环境中调用这些Matlab函数方便。文中我们就只是对VC+工程环境中如何灵活运用Matrix中的函数的操作步骤作了详细描述。其中，运行这些程式要求系统安装有VC+5.0或更高版本，安装Matcom4.4。如果系统不安装Matcom4.4，只需将Matcom4.4的ago4400.dll、mdv4400v.dll、mdc4400v.dll三个动态连结程