VC++與Matlab混合編程之引擎操作詳解（3）資料類型mxArray的操作

 

4. 資料類型mxArray的操作

 

在上節的Matlab引擎函數中，所有與變數有關的資料類型都是mxArray類型。資料結構mxArray以及大量的mx開頭的函數，廣泛用於Matlab 引擎程式和Matlab C數學庫中。mxArray是一種很複雜的資料結構，與Matlab中的array相對應，我們只需熟悉Matlab的array類型和幾個常用的mxArray函數即可。

 

在VC中，所有和Matlab的資料互動都是通過mxArray來實現的，在使用mxArray類型的程式中，應包含標頭檔matrix.h，不過在引擎程式中，一般會包含標頭檔engine.h，該檔案裡面已經包含了matrix.h，因此無需重複包含。

 

4.1 建立和清除mxArray型資料

 

Matlab有很多種變數類型，對應於每種類型，基本上都有一個函數用於建立，但它們都有相同的資料結構，就是mxArray。

 

數組的建立採用mxCreatexxx形式的函數，例如建立一個double類型數組，可用函數mxCreateDoubleMatrix，函數形式如下：

 

mxArray *mxCreateDoubleMatrix(int m, int n, mxComplexity ComplexFlag);

 

參數m和n為矩陣的函數和列數。ComplexFlag為常數，用來區分矩陣中元素是實數還是複數，取值分別為mxREAL和mxCOMPLEX。

 

例如，建立一個
3
行
5
列的二維實數數組
，可用如下語句：

 

mxArray *T = mxCreateDoubleMatrix(3, 5, mxREAL);

 

對應的，要刪除一個數組mxDestroyArray，該函式宣告如下：

 

void mxDestroyArray(mxArray *array_ptr);

 

參數array_ptr為要刪除的數組指標。

 

例如，要刪除上面建立的數組T，可用如下語句：

 

mxDestroyArray(T);

 

類似的建立函數還有：

mxArray *mxCreateString(const char *str);

 

建立一個字串類型並初始化為str字串。

一般的在VC與Matlab互動中，以上兩種類型就夠了，其它類型數組的建立這裡不再介紹。

 

4.2 管理mxArray資料類型

4.2.1 管理mxArray資料大小

 

要獲得mxArray數組每一維上元素的個數，可以用mxGetM和mxGetN函數。其中mxGetM用來獲得數組第一維的元素個數，對於矩陣來說就是行數。

 

int mxGetM(const mxArray *array_ptr); //
返回
array_ptr
對應數組第一維的元素個數（行數）

int mxGetN(const mxArray *array_ptr); //
返回
array_ptr
對應數組其它維的元素個數，對於矩陣
來說是列數。對於多維陣列來說是從第2維到最後一維的各維元素個數的乘積。

 

要獲得某一特定維的元素個數，則要用函數：

const int *mxGetDimensions(const mxArray *array_ptr);

 

該函數返回array_ptr各維的元素個數儲存在一個int數組中返回。對於常用的矩陣來說，用mxGetM和mxGetN兩個函數就可以了。

 

另外還可以通過mxGetNumberOfDimensions來獲得數組的總的維數，用mxSetM、mxSetN設定矩陣的行數和列數，函數說明如下：

int mxGetNumberOfDimensions(const mxArray *array_ptr); //返回數組的維數

void mxSetM(mxArray *array_ptr, int m); //設定數組為m行

void mxSetN(mxArray *array_ptr, int n); //設定數組為n列

 

4.2.2 判斷mxArray數群組類型

 

在對mxArray類型的變數進行操作之前，可以驗證以下其中的數組的資料類型，比如是否為double數組、整數、字串、邏輯值等，以及是否為某種結構、類、或者是特殊類型，比如是否為空白數組，是否為inf、NaN等。常見的判斷函數有：

 

bool mxIsDouble(const mxArray *array_ptr);

bool mxIsComplex(const mxArray *array_ptr);

bool mxIsChar(const mxArray *array_ptr);

bool mxIsEmpty(const mxArray *array_ptr);

bool mxIsInf(double value);

…… ……

這些函數比較簡單，意義自明，不再解釋。

 

4.2.3 管理mxArray數組的資料

 

對於常用的double類型的數組，可以用mxGetPr和mxGetPi兩個函數分別獲得其實部和虛部的資料指標，這兩個函數的聲明如下：

 

double *mxGetPr(const mxArray *array_ptr); //返回數組array_ptr的實部指標

double *mxGetPi(const mxArray *array_ptr); //返回數組array_ptr的虛部指標

 

這樣，就可以通過獲得的指標對mxArray類型的數組中的資料進行讀寫操作。例如可以用函數engGetVariable從Matlab工作空間讀入mxArray類型的數組，然後用mxGetPr和mxGetPi獲得資料指標，對並其中的資料進行處理，最後調用engPutVariable函數將修改後的數組重新寫入到Matlab工作空間。具體實現見第5節程式執行個體。