MATCOM在VC++与MATLAB混合编程中的应用.doc

MATCOM在VC+与MATLAB混合编程中的应用摘要：介绍了使用MATCOM实现VC+与MATLAB混合编程的优势和方法，并给出了实例。关键词：MATCOM、MATLAB、混合编程 引言MATLAB是MathWorks公司于1982年推出的一种以矩阵为基本运算单位的高效数值计算软件，带有功能强大的数学函数库，并开发有多种学科领域的工具箱函数库，广泛地应用于科学研究与工程计算。然而，MATLAB自身存在的一些缺点限制了它在更多方面的应用：(1)MATLAB程序不能脱离其运行环境，可移植性差(2)MATLAB是一种解释性语言，语言执行效率低，实时性较差(3)MATLAB的界面开发能力较差，难以开发出友好的应用界面(4)MATLAB编写的M文件是文本文件，容易被直接读取，难以保护劳动者的成果VC+用于面向对象的可视化编程，可以完成从底层软件直到面向用户软件等各种应用程序的开发。利用它提供的各种实用工具，开发者可以轻松开发出高效强大的Windows应用程序。但在实际工程开发中，与MATLAB相比：(1) VC+在数值处理分析和算法工具等方面不如MATLAB(2) VC+在准确方便地绘制数据图形（数据可视化）方面不如MATLAB因此，把MATLAB在数值计算、算法设计以及数据可视化等领域的优势与VC+应用系统集成，不仅可以完全满足系统在数据运算与表现方面的需求，而且还可提高系统处理的效率和稳定性，同时也减少了开发人员实现算法的困难，缩短了软件开发的周期，提高了软件质量，在实践中具有很高的使用价值。VC+与MATLAB混合编程方法在VC+下调用MATLAB，主要有以下三种方法：1) 利用MATLAB引擎MATLAB Engine库是MathWorks公司提供的一组函数库，它提供了一种在用户程序进程中与独立的MATLAB进程通讯的方法，在Windows下使用ActiveX技术实现。 MATLAB Engine不仅可以调用MATLAB中的CC+函数，还可以调用工具箱中的函数，应用程序整体性能较好，同时，MATLAB Engine方式可利用MATLAB强大的图形功能；但该种方式的致命缺陷是不能脱离MATLAB运行环境。2) 利用MATLAB自带编译器MCC从MATLAB 5.1版本开始，MathWorks公司推出了一系列的MATLAB自带编译器来解决MATLAB与C+的接口问题。编译器MCC可以将MATLAB的C/C+数学库编译为VC+编译器能识别的代码嵌入VC+环境。利用MCC编译器，可以有效提高代码的执行效率，而且可以脱离MATLAB运行环境；但待编译的M文件不能涉及MATLAB的内部类，出现编译文件嵌套时应改写M文件，而且此种方式不支持图形功能。3) MATCOM转化法MATCOM是MathWorks公司开发的为MATLAB中的M文件进行高效解释和调试的集成开发环境。MATCOM编译M文件，先将M文件按照与MATCOM的cpp库的对应关系，翻译为cpp源代码，然后用C编译器将cpp文件编译成相应的exe或dll文件。用MATCOM方式，生成的代码可读性好，支持图形函数，支持M文件编译过程中的文件嵌套情况，可脱离MATLAB环境；缺陷为待编译的M文件不能涉及MATLAB的内部类。综合考虑上述三种结合方式，MATCOM转化法最为简便有效，笔者认为是实现VC+与MATLAB混合编程的最佳途径。 MATCOM转化法 以下介绍均以MATLAB 6.5、MATCOM 4.5、VC+ 6.0和Windows XP为例进行说明。MATLAB包括数学函数和工具箱函数，MATCOM已经将一般数学函数进行编译，可以遵循MATCOM语言规则直接在VC+中使用；要使用工具箱函数，则需要在MATCOM下编译MATLAB的M文件。如图1所示。图1 MATCOM转换法示意图 1、只使用MATLAB一般数学函数将Windows中的系统文件v4501v.dll与ago4501.dll以及MATCOM中的文件matlib.h与v4501.lib加入VC+工程目录，然后在程序中包含文件matlib.h和链接文件v4501.lib。安装MATCOM后，会在安装路径上自动生成文件refguide.pdf，其中所列的函数均可在VC+中直接使用。2、使用MATLAB数学函数和工具箱函数当所需函数不在refguide.pdf中时，在完成上面步骤后，可利用MATCOM将所需函数的M文件转换为cpp文件或dll文件后加入VC+工程使用。MATCOM使用简单，在此就不仔细陈述转换过程了。特别需要提出的是，在转换过程中若有M文件嵌套情况出现，所有M文件应在同一目录下。应用实例下面以VC+下调用MATLAB随机函数、噪声函数、通信工具箱中数字调制和解调函数为例，说明MATCOM在工程开发中的应用。(1)使用MATCOM将MATLAB中随机函数randint、噪声函数awgn、数字调制函数dmod和解调函数ddemod的M文件转化为VC+的h文件和cpp文件。(2) 建立VC+工程，将所需文件加入工程。(3) 遵循MATCOM语言格式，使用随机函数产生随机二元序列，经数字调制后加噪声，再经数字解调函数解调出二元序列。 图2为此VC+程序运行时的界面（单色处理后）：图2 VC+仿真程序运行界面结束语使用MATCOM实现MATLAB和VC+的混合编程，是开发数据处理应用软件的有效途径。此种方法的优势主要如下：(1) 提供了MATLAB中的大量成熟函数 。(2) 充分发挥出MATLAB强大的数据可视化功能。(3) 发挥出强大开发工具VC+的Windows平台优势。(4) 程序可脱离MATLAB运行环境。综上所述，MATCOM转换法最大限度地利用了上述各种软件的特长，将高难度的算法研究与