C#.Net與MATLAB整合

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在數學分析工具方面，MATLAB無疑是佼佼者，除了作為軟體工具外，MATLAB的自訂程式設計語言以及混合編程的支援，使其可以與Python、R之類數學分析語言媲美。尤其是在一些傳統領域的研究，由於其研究領域的專業性，研究人員一般是該專業科班出身，而電腦則是副業，因此MATLAB的應用要遠比Python和R廣泛。

MATLAB擁有眾多的演算法包，.Net平台下的F#是用於資料分析的語言，但相比較而言，MATLAB的演算法更多，計算效率更高，而且MATLAB的繪圖能力很強；另一方面，MATLAB在傳統的UI介面、程式功能控制、系統軟體整合等方面略遜，因此將C# WinForm等與MATLAB結合起來，實現高效、便捷、整合的數學分析是一個很好的解決方案，而MATLAB的混合編程則可以支援該方案的實現。

MATLAB的混合編程，即將MATLAB平台（軟體、計算引擎、DCOM服務、命令列介面等）與C#.Net等平台結合起來，分別負責某部分功能，相互傳遞資料和命令，共同實現資料分析。MATLAB與C#.Net實現混合編程的方式有兩種，一種是將MATLAB指令碼編譯為.Net程式集(dll)，然後C#.Net引用該程式集實現資料分析；另一種是C#調用MATLAB執行MATLAB指令碼（m檔案），也就是俗稱使用MATLAB引擎的方式。

兩種整合方式各有優缺點，例如編譯為.Net程式集，受限於.Net程式集版本等，且需要編譯後使用，不利於版本更新；直接調用MATLAB引擎，則需要安裝MATLAB軟體。選擇何種整合模式，可根據具體需求、情境確定。網上有不少關於方案一的說明，本帖就方案二的實現做一概要說明。

MATLAB平台提供了DCOM服務、命令列介面兩種介面方式，網上一般可以看到DCOM服務的方式，該方式可以直接將命令字串傳遞給MATLAB執行個體（根據MATLAB類型反射建立MATLAB執行個體），使用其Excute方法執行代碼，並可以擷取到傳回值。次方法調用時，MATLAB將DCOM服務提供給調用者，因此執行過程和結果MATLAB程式不反饋，最終將輸出結果反饋給調用者。

System.Type oType = System.Type.GetTypeFromProgID("Matlab.Application"); object ostr = System.Activator.CreateInstance(oType); object results = oType.InvokeMember("Execute", BindingFlags.InvokeMethod, null, ostr, new object[] { data });

上述方式的一個缺點是，當MATLAB執行耗時或者出錯時，不易排查，因為調用者僅能擷取到執行結果，無法擷取到MATLAB指令碼中的debug、info等資訊，因此適用於演算法成熟、固定的情境。在演算法靈活多變或者不成熟的情況下，跟蹤指令碼執行無疑是重要的，此時可採用方式二，即調用MATLAB命令列執行。

調用MATLAB命令列執行，MATLAB將啟動應用程式，然後執行指令碼，執行過程中的輸出資訊可以輸出到命令視窗中，類似於分析人員執行使用MATLAB分析一樣，只是其分析過程實現了整合、自動化。

 

 

C#.Net與MATLAB整合