Linux 下C與matlab 混編，linuxmatlab混編

Linux 下C與matlab 混編，linuxmatlab混編
 1 概述1.1 Matlab簡介

   MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業數學軟體，用於演算法開發、資料視覺效果、資料分析以及數值計算的進階技術計算語言和互動式環境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB應用非常之廣泛！

   MATLAB 亦可以與其他進階語言C/ C++/ C#/Java/Fortran等進行混合編程。

1.2 什麼是Matlab引擎

所謂Matlab引擎（engine），是指一組Matlab提供的介面函數，支援C/C++、Fortran等語言，通過這些介面函數，使用者可以在其它編程環境中實現對Matlab的控制。

 

 

2 啟動Matlab前相關環境設定2.1 matlab引擎依賴條件

   matlab引擎依賴/bin/csh啟動，所以不管你使用何種shell，都必須安裝csh

  #yum install chs    (centos/redhat平台)

  #apt-get install chs  (ubuntu平台)

 

2.2 matlab引擎依賴的動態庫檔案目錄必須在系統當前的庫函數搜尋路徑中

      即可以設定環境

      LD_LIBRARY_PATH= /usr/local/matlab/bin/glnx86    (ps:32環境下)

      LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/matlab/bin/glnxa64    (ps:64 環境下)

      

2.3 用gcc或者g++ 編譯

 

編寫好的程式編譯時間需要指定標頭檔目錄，連結時需要指定庫檔案目錄，並且需要指定所需要的庫檔案

 相關命令如下：

 #gcc -I/usr/local/matlab/extern/include  -o matlab.o matlab.c

 #gcc -L/usr/local/matlab/bin/glnx86 -Wl,-rpath,/usr/local/matlab/bin/glnx86 -o matlab matlab.o -leng -lmx

2.4 相關環境設定總結：

上述2.1  2.2  2.3對如何編譯C與matlab 進行了說明，但是步驟較多，程式編譯較為繁瑣。因為我們可以通過一次環境變數的設定來達到這種目的。

export PATH=$PATH:"/usr/local/matlab/bin"

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:"/usr/local/matlab/bin/glnxa64"

export C_INCLUDE_PATH=$C_INCLUDE_PATH:"/usr/local/matlab/extern/include"

export LIBRARY_PATH=$LIBRARY_PATH:"/usr/local/matlab/bin/glnxa64"

 

把上述環境變數的設定寫進檔案名稱為xx.env的檔案中，然後使用命令source執行

#source xx.env

執行完上述命令後就把所有的環境變數設定完畢。

接下來就可以用gcc/g++ 進行編譯：

#gcc test.c -o test -leng -lmex -lmx

註：/usr/local/matlab/  此路徑為Matlab安裝時的路徑，可根據實際情況進行變動。

 

 

 

 

3 Matlab與C的介面函數介紹3.1 Matlab引擎的啟動與關閉

engOpen－開啟Matlab engine

函式宣告：

Engine *engOpen(const char *startcmd); 

參數startcmd是用來啟動Matlab引擎的字串參數為NULL。

函數返回值是一個Engine類型的指標，它是在engine.h中定義的engine資料結構。

 

EngClose－關閉Matlab 引擎

函式宣告：

int engClose(Engine *ep); 

參數ep代表要被關閉的引擎指標。

函數返回值為0表示關閉成功，返回1表示發生錯誤。

 

例如：通常用來開啟/關閉Matlab引擎的代碼如下：

 

Engine *ep; //定義Matlab引擎指標。 if (!(ep=engOpen(NULL))) //測試是否啟動Matlab引擎成功。 { perror("Can't start Matlab engine!" ); exit(1); }  …………  engClose(ep); //關閉Matlab引擎。

3.2 建立和清除mxArray類型的資料

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，

函式宣告：

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。

類似的建立函數還有：

函式宣告：

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C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。

3.3 管理mxArray的資料類型3.3.1 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 

3.3.2 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，不再解釋。

3.3.3 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。

3.4 調用引擎時顯示/隱藏Matlab主視窗

預設情況下，以engine方式調用Matlab的時候，會開啟Matlab主視窗，可在其中隨意操作。但有時也會干擾應用程式的運行，可用以下設定是否顯示該視窗。

函式宣告：

int engSetVisible(Engine *ep, bool value); 

參數ep為開啟的Matlab引擎指標，value為是否顯示的標誌，取值true（或1）表示顯示Matlab視窗，取值false（或0）表示隱藏Matlab視窗。

函數返回值為0表示設定成功，為1表示有錯誤發生。

要獲得當前Matlab視窗的顯示/隱藏情況，可以調用函數：

函式宣告：

int engGetVisible(Engine *ep, bool *value); 

參數ep為開啟的Matlab引擎指標，Value為用來儲存顯示/隱藏情況的變數（採用指標方式傳遞）。

函數返回值為0表示擷取成功，為1表示有錯誤發生。

3.5 讀寫Matlab資料3.5.1  從Matlab引擎工作空間中擷取變數

函式宣告：

    mxArray *engGetVariable(Engine *ep, const char *name); 

參數ep為開啟的Matlab引擎指標，name為以字串形式指定的數組名。

函數返回值是指向name數組的指標

3.5.2  向Matlab引擎工作空間寫入變數

函式宣告：

int engPutVariable(Engine *ep, const char *name, const mxArray *mp); 

參數ep為開啟的Matlab引擎指標，mp為指向被寫入變數的指標，name為變數寫入後在Matlab引擎工作空間中的變數名。

函數返回值為0表示寫入變數成功，返回值為1表示發生錯誤。

 

3.6 向Matlab發送命令字串

engEvalString－發送命令讓Matlab執行。

函式宣告：

int engEvalString(Engine *ep, Const char *string); 

參數ep為函數engOpen返回的引擎指標，字串string為要matlab執行的命令。

函數返回值為0表示成功執行，返回1說明執行失敗（如命令不能被Matlab正確解釋或Matlab引擎已經關閉了）。

3.7 擷取Matlab命令視窗的輸出

要在C中獲得函數engEvalString發送的命令字串被Matlab執行後在matlab視窗中的輸出，可以調用engOUtputBuffer函數。

函式宣告：

int engOutputBuffer(Engine *ep, char *p, int n); 

參數ep為Matlab引擎指標，p為用來儲存輸出結構的緩衝區，n為最大儲存的字元個數，通常就是緩衝區p的大小。該函數執行後，接下來的 engEvalString函數所引起的命令列輸出結果會在緩衝區p中儲存。如果要停止儲存，只需調用代碼：engOutputBuffer(ep, NULL, 0)。

4 C調用Matlab quadprog函數介面樣本

/*Author:bangzhu.liDate:2014/09Instruction:This software program is only used as an example, not an error exception handling.E-mail:helpylee@126.com*/#include<stdio.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>#include"engine.h"#include<string.h>int main(int argc,char** argv){   Engine *ep;   if (!(ep = engOpen("\0"))) //啟動matlab 引擎   {       fprintf(stderr, "\nCan't start MATLAB engine\n");       return EXIT_FAILURE;   }   engSetVisible(ep,false);   mxArray *H = NULL, *f = NULL, *A = NULL, *b = NULL, *lb = NULL,*x = NULL;   H = mxCreateDoubleMatrix(2, 2, mxREAL);   f = mxCreateDoubleMatrix(2, 1, mxREAL);   A = mxCreateDoubleMatrix(3, 2, mxREAL);   b = mxCreateDoubleMatrix(3, 1, mxREAL);   lb = mxCreateDoubleMatrix(2,1, mxREAL);   x  = mxCreateDoubleMatrix(2,1, mxREAL);    double HH[2][2]={1,-1,-1,2};   double ff[2][1]={-2,-6};   double AA[3][2]={1,1,-1,2,2,1};   double bb[3][1]={2,2,3};   double llbb[2][1]={0,0};   double xx[2][1]={0,0};   //把C數群組轉換為Matlab數組   memcpy((void *)mxGetPr(H), (void *)HH, sizeof(double)*2*2);   memcpy((void *)mxGetPr(f), (void *)ff, sizeof(double)*2*1);   memcpy((void *)mxGetPr(A), (void *)AA, sizeof(double)*3*2);   memcpy((void *)mxGetPr(b), (void *)bb, sizeof(double)*3*1);   memcpy((void *)mxGetPr(lb), (void *)llbb,sizeof(double)*2*1);   memcpy((void *)mxGetPr(x), (void *)xx,sizeof(double)*2*1);   //把陣列變數寫入Matlab環境中   engPutVariable(ep, "H", H);   engPutVariable(ep, "f",f);   engPutVariable(ep,"A",A);   engPutVariable(ep,"b",b);   engPutVariable(ep,"lb",lb);   engPutVariable(ep,"x",x);  //執行字串命令   int ret1 = engEvalString(ep,"H = [1 -1; -1 2];");   int ret2 = engEvalString(ep,"f = [-2; -6];");   int ret3 = engEvalString(ep,"A = [1 1; -1 2; 2 1];");   int ret4 = engEvalString(ep,"b = [2; 2; 3];");   int ret5 = engEvalString(ep,"lb = zeros(2,1);");   int ret6 = engEvalString(ep,"[x] = quadprog(H,f,A,b,[],[],lb,[],[]);");      char p[256]={0};   char p1[256]={0};    char* ans = "disp(x(1,1));";   char* ans2 = "disp(x(2,1));";   engOutputBuffer(ep,p,240);   engEvalString(ep,ans);   printf("p:%s\n",p);   engOutputBuffer(ep,p1,240);   engEvalString(ep,ans2);   printf("p1:%s,\n",p1);   mxDestroyArray(H);   mxDestroyArray(f);   mxDestroyArray(A);   mxDestroyArray(b);   mxDestroyArray(x);   engClose(ep);   return 0;} 

 

 

linux c 可以與matlab混編？

能，有linux c 與matlab混編的書，你在網上查一下，看看就能作出來了
 
在linux中，matlab與c混編遇到下面問題：

mex -setup過了嗎？
gcc版本太高，可以重新apt-get一個gcc4.2，然後替換掉gcc的符號連結。
缺少mexutils.h。