VC-与MATLAB接口编程方法与实现

VC++与MATLAB接口编程方法与实现

摘要本文简介了VC++和MATLAB特点,

探讨了MATLAB与VC++接口编程的三种方法,

并详细论述了MCC和COM组件接口编程的方

法和实现过程。研究表明：采用VC++和

MATLAB接口编程方法降低了编程难度，较

好地发挥了两者各自的优势。关键词

MATLAB；VC++；MCC；COM；接口编程MATLAB

是美国MathWorks公司研制开发的一种科学

计算软件，它将高性能的数值计算、符号计

算和可视化集成在一起，并提供了大量的内

置函数以及功能丰富的工具箱，使用方便,

编程效率高。然而，MATLAB是一种解释性语

言，运行效率低，不适合作为通用的编程平

台。VC++是Microsoft公司推出的一个基

于Windows平台的可视化的集成开发环境,

在运行速度、功能性以及应用程序界面开发

方面功能强大，但在数值计算和图形绘制方

面，VC++并不具备太多优势。因此，采用

MATLAB进行核心程序的开发，用VC++制作

出友好的程序界面，然后将两者结合起来，

可以较大地提高编程效率。

1VC++与MATLAB接口方法概述

MATLAB引擎方式MATLAB引擎采用客户机

/服务器(Client/server)的方式，提供了

一组MATABAPI函数，通过调用这些函数实

现以用程序进程之间的数据传递。在运用中,

让VC++程序作为前端客户机，它向MATLAB

引擎传递命令和数据，并从MATLAB引擎接

受数据信息，实现动态通讯。

MATLAB编译器MCC是MATLAB中经过优化

的编译器。使用MCC,用户可以将MATLAB数

学库、图形库和界面的MATLAB程序转化为

独立于MATLAB的EXE应用程序和DLL动态

连接库，在VC中编写程序界面并加载调用

动态连接库，实现两者之间的连接。

COM组件组件对象模型是以组件为发布

单元的对象模型。它提供一种可以共享二进

制代码的工业标准，允许任何符合标准的程

序访问，所以COM作为不同语言之间的协作

开发是非常方便的。MATLAB的COM编译器是

在中才开始提供的一个新工具，从起，这个

产品改名为MATLABBuilderforCOM。基于

COM的混合编程方法也是Mathworks公司推

荐使用的方法。以上三种方法中，采用

MATLAB引擎方式，应用程序整体性能好，

MATLAB引擎支持功能全面，但需要MATLAB

后台运行，不能脱离MALAB环境。而MCC方

法和COM组件方法均可以脱离MATLAB环境，

应用程序运行效率高，利于软件的开发，本

文将重点论述MCC和COM组件方法。

2MATLAB编译器

MATLAB与VC++接口配置采用MCC方法需

要对MATLAB和VC++接口设置，配置步骤1)

MATLAB编译器配置首先在MATLAB命令提

示符下输入mbuild-setup命令，选择编译

器，(需要注意的是必须确保计算机上已经

安装了某个版本的VC++,本文选择visual

C++)完成编译器设置。2)VC++环境设置

(1)设定头文件和库文件路径。在VC++环境

菜单栏中选择Tools-Options-Directories,

在"Showdirectoriesfor”栏中首先选择

Includefiles,然后在“directories”中

将安装目

"Extern“Lib”Win32“Microsoft

“MSVC++60添加进去。再次在“Show

directoriesfor”栏中选择Librarys

files,再在“directories”中添加安装目

录“Extern"Include。(2)设置编译连接

选项。在VC++环境菜单栏中选择Project

-setting,然后选择link选项卡，在

object/librarymodules栏中添加；选择

General选项卡，在MicrosoftFoundation

Classes栏中选择UseMFCinaShared

Libraryo

实例演示完成MATLAB和VC++的接口设置

以后，就可以实现MATLAB和VC++的接口编

程，具体步骤1)编写M函数文件"”

functionm=mypascal(n)m=pascal(n)；

m=m'；示例M函数文件的作用是生成一

个n阶的帕斯卡矩阵并返回，Pascal矩阵特

点：第一行和第一列的元素均为1,其他位

置的元素是前方的元素和上方的元素之和。

需要注意的是：由于MATLAB中矩阵存储方

式是以矩阵的列为先，也就是数据从第一列

开始逐列存储的，而C/C++中矩阵则是以第

一行开始逐渐存储的，因此在函数的最后一

行对返回矩阵取转置运算，等效于使得计算

得到的矩阵数据以行模式存储。2）编译M

文件在MATLAB命令行输入mcc-B

csharedlib：libtest命令（或mcc-Wlib：

libtest-Tlink：lib）将小文件编译成C

共享动态链接库文件。命令执行完毕后，在

当前目录中生成C头文件（libtest.h）、

引入库文件（）、ctfO文件、动态链接库

文件（）、C源文件（）等8个文件。3）创

建工程对话框运行visualC++创建一个对

话框工程，取名为test,接受所有默认的设

置。去掉对话框上的静态文本和按钮，增加

一个按钮、一个静态文本框、编辑框以及一

个ListControl,鼠标右键单击List

Control,选择Properties,把View改成

Report,对话框界面如图1所示。给List

Control控件添加ClistCtrl类的对象

m_List,给编辑框关联一个整型成员变量

m_size,给按钮增加一个消息响应函数。图

14）添加编译文件到工程将nice编译生成

的“，一“”、”,，，“”四个文件复制到

工程目录，将加入工程，并在对话框程序文

件中添加头文件"”。5)VC++中调用

动态连接库①在OnlnitDialogO函数中

添加初始化进程的码：BOOLCTestDlg：：

OnlnitDialogO{CDialog：：

OnlnitDialogO；//TODO：Addextra

initializationhereif

(!me1InitializeApplication(NULL,0))

{AfxMessageBox(〃不能初始化程序！〃)；

exit(1)；}if(!libtestInitialize())

{AfxMessageBox(〃不能初始化连接库！〃)；

exit(1)；}returnTRUE；//returnTRUE

unlessyousetthefocustoacontrol)

②在voidCTestDlg：：OnCreatebuttom()

函数中添加以下代码，实现对的调用，并将

计算结果显示在对话框界面中。void

CTestDlg：：OnCreatebuttom(){//TODO：

Addyourcontrolnotificationhandler

codehereUpdateData(TRUE)；doubledata；

data=double(m_size)；mxArray*size；//

输入参数mxArray*out=NULL；〃输出参数

〃创建mxArray数据对象，双精度标量

size=mxCreateDoubleScalar(data)；〃内

存复制赋值memcpy(mxGetPr(size),&data,

l*sizeof(double))；mlfMypascal(1,

&out,size)；〃函数调用〃结果数据显示

CStringstrtext；inti,j；〃清除已显

示的数据m_();

intncolumn=m_()-GetItemCount()；for

(i=0；incolumn；i++)m_(0)；//设置标

题栏m_(0,〃〃)；〃附空值m_(0,60)；//

设置每栏宽度for(i=0；im_size；i++)

{("Column%d〃，i+1)；strtext)；

m_(i+l,60)；}〃显示结果数据for(i=0；

im_size；i++){("Row%d〃，i+1)；m_(i+l,

strtext)；for(j=0；jm_size；j++){(〃％.f〃,

*(mxGetPr(out)+i*m_size+j))；m_(i,j+1,

strtext)；}JmxDestroyArray(size)；//

数据内存释放mxDestroyArray(out)；}③

利用ClassWizard为对话框添加OnDestroy()

函数，并添加以下代码：voidCTestDlg：：

OnDestroy(){CDialog：：OnDestroy()；//

TODO：Addyourmessagehandlercodeher

1ibtestTerminate()；//终止进程

mclTerminateApplicationO；〃终止MCR)

在VC++中编译、运行结果如图2所示，与在

MATLAB中运行M文件的结果一样。图2

6)独立应用程序的发布发布独立的应

用程序时，需要拷贝以下几个文件到目标机

器上：，这个文件位于安装目录

“tool-boxucompilerudeploy“Win32目

录之下，应用程序运行前要先点击运行文件,

按照提示步骤安装好MCR,然后将T程文件

的可执行程序(.exe)、共享库(.dll)以及其

对应的ctf文件复制到目标计算机即可独立

运行。

3COM组件

MATLAB里创建COM组件使用COM组件方法

首先需要在MATLAB中创建COM组件,步骤1)

创建COM组件在MATLAB命令窗口输入命令

comtooL打开MatlabBuilder对话框，它

是Matlabbuilderforcom的主要工作环

境。点击File-NewProject,会弹出一个新

工程设置对话框，填入组件名和类名，完成

之后点0K,完成新工程的创建。如果选择的

工程所在目录并不存在，comtool会提示该

目录不存在，并询问是否创建该目录，选择

Yes,comtool就会创建工程到该目录。2)

添加M文件到组件执行完第一步后回到

matlabbuilder界面。点击刚才创建的工程,

单击Addfiles按钮，将M文件添加到新建

的组件类中。然后点击Build-COMObject

编译当前工程的COM组件，这个步骤不仅编

译了COM组件，同时也在计算机上注册了该

组件，它可以像其他COM组件一样在VC++

中使用。编译完成以后在用户设置的项目目

录下将产生两个子文件夹src和distrib,

src里包含组件的源代码，distrib里包含

供用户最终发布使用的COM组件。3)打包

组件及MCR编译结束后产生的COM组件只能

在当前计算机上使用，为了能够把它发布到

其他计算机上使用，还需要其他一些支持文

件。另外，COM组件不同于普通的DLL文件，

COM组件必须注册后才能在计算机上使用。

选择Component-packagecomponent命令，

comtool将会把发布该组件所需要的所有文

件打包到一个和工程同名的可执行文件中。

这里可以选择是否在打包文件中包含MCRo

产生的COM组件必须运行在MCR环境。如果

目标计算机上没有安装MCR,那么在打包组

件的时候最好选择包含MCR,这样在打包文

件中就会包含MCR的安装文件。打包完成后

将会在distrib中产生.exe的可执行文件,

这是一个可以自解压的压缩文件。其中包含

4个文件：dll文件，ctf文件，。把产生

的.exe文件复制到需要发布的计算机上运

行。结果将会把这四个文件解压，并执行

这是一个DOS批处理文件，查看一的内容后

可以发现—将会运行来安装MCR,并且在系统

中注册组件文件。

实例演示这里仍旧采用上例“”文件，按

照介绍的步骤创建COM组件，组件名取

Tpascal,类名取Tpascalclass。运行visual

C++创建一个与上例一样对话框工程，对话

框设置也与上例一样。然后在MFC工程中进

行如下操作：1）导入DLL文件将distrib

文件夹里Tpascal」_拷贝到工程文件夹，然

后用VC++命令#import来把Tpascal_l_导入

工程中，#import命令的作用是从

Tpascal_l_中导入组件中的接口类型定义,

具体做法是在里，加入下面两行：^import

/zTpascal_l_/zraw_interfaces_onlyusing

namespaceTpascal；2)为工程对话框添

加实现代码在对话框按钮消息响应函数中

编写调用组件代码：voidCTestDlg：：

OnCreatebutton(){//TODO：Addyour

controlnotificationhandlercode

hereUpdateData(TRUE)；

CoInitialize(NULL)；〃初始化COM〃得到

COM对象的CLSIDCLSIDclsid；HRESULThr；

hr=CLSIDFromProgID(OLESTR(〃_0〃),

&clsid)；〃创建一个COM对象的实例

ITpascalclass*plpascal；

hr=CoCreateInstance(clsid,NULL,

CLSCTX_INPROC_SERVER,

―uuidof(ITpascalclass),(LPVOID*)

&plpascal)；if(FAILED(hr))〃测试创建

是否成功{AfxMessageBox(z，create

failed")；return；}//初始化VARIANT变

量VARIANTsize,out；VariantInit(&size)；

Variantlnit(&out)；〃创建size,类型为

VT_R8,即double型=VT_R8；

=(double)m_size；〃创建二维数组out,类

型为VT_ARRAY,ARRAY中的元素为double

型=VT_ARRAY|VT_R8；SAFEARRAYBOUNDbound；

〃设置第一维数组元素个数、元素索引下界

bound[0].cE1ements=m_size；

bound[0].lLbound=0；//设置第二维数组元

素个数、元素索引下界

bound[1].cElements=m_size；

bound[1].lLbound=0；

=SafeArrayCreate(VT_R8,2,bound)；

plpascal-mypascal(1,&out,size)；//

函数调用〃返回值传递double"matrix,*

pDest；matrix=newdouble_m_size*m_size]；

SafeArrayAccessData(,(void**)&pDest)；

〃获得数据指针，访问数据memcpy(matrix,

pDest,msize*msize*sizeof(double))；

//拷贝数据矩阵

Sa