C++调用matlab函数 - 小众知识

C++调用matlab函数

2023-03-21 15:48:07 苏内容
  标签: matlab
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一、封装matlab函数

首先把matlab代码封装成函数形式,下面举一个例子,myadd是主函数:

function c = myadd(a, b)c  =ADD(a, b);end
function A = ADD(a, b)c  = a + b;end

二、 编译matlab函数

具体编译步骤为:
1、输出mex -setup 回车,然后点击选择 mex -setup C++;
在这里插入图片描述2、输入mbuild -setup 回车,然后点击选择 mex -setup C++ -client MBUILD;
在这里插入图片描述
3、输入 mcc -W cpplib:addtest -T link:lib myadd.m -C;
(1)-W 是控制编译之后的封装格式;
(2)cpplib 是指编译成 C++ 的 lib,如果需要编译成 C 的 lib,就用 lib 即可,去掉 cpp;
(3)cpplib 后面的是需要生成文件的文件名,是自己取的,我们取名为 addtest;
(4)-T表示目标,link:lib表示要连接到一个库文件的目标,目标的名字即是.m函数的名字;
(5)其他具体含义可以通过mcc –help命令查看,注意参数的大小写
4、编译完成后会生成:addtest.ctf、addtest.dll、addtest.lib、addtest.h、
addtest.cpp、addtest.def、addtest.exp、addtest.exports 等四个文件,但是在C++ 调用时只用到了前四个:
在这里插入图片描述

三 、C++环境配置

说明:创建工程文件,注意:测试环境使用的是64位操作系统,因此务必在x64环境下进行以下配置。(这是与你的matlab版本匹配的,我的matlab安装的是64bit的)
1、C++目录
找到自己 Matlab 的安装目录按照以下进行配置;
(1)包含目录:D:\Matlab2020a\extern\include
(2)库目录:D:\Matlab2020a\extern\lib\win64\microsoft
说明:如果未安装matlab,则需要去已安装过 matlab 的电脑上找到上述两个路径所对应的文件
然后将其复制到该电脑,最后将其路径添加至包含目录和库目录即可!!!
在这里插入图片描述在这里插入图片描述2、链接器->输入->附加依赖项,添加以下库

mclmcrrt.lib、libmat.lib、libmx.lib、mclmcr.lib、addtest.lib(编译 matlab 函数时生成的文件);
在这里插入图片描述3、配置系统变量(已修改)

“我的电脑”右键,打开“属性”;选择“高级系统设置”;找到系统属性页面的“高级”选项,右下方

“环境变量”;页面中下方是系统变量,将如下路径添加到环境变量的Path中:
(1)如果电脑上装的有 matlab 则仅需要添加如下路径:

    D:\Matlab2020a\bin\win64
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(2)如果电脑上没有安装 matlab 则需要添加如下路径:

    划重点:电脑未安装matlab是除了要添加上述路径还需要安装MCR(matlab编译环境)具体安装步骤及说明见:[MCR安装步骤](https://blog.csdn.net/weixin_47156401/article/details/125181576?spm=1001.2014.3001.5501)
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说明:D:\Matlab2020a\runtime\win64 、D:\Matlab2020a\bin、D:\Matlab2020a\polyspace\bin
这三个路径在安装 matlab 时系统会自动将其添加到环境变量中,所以如果电脑上未安装 matlab
则需要去已安装过 matlab 的电脑上找到上述四个路径所对应的文件,然后将其复制到该电脑,最后将其路径添加至环境变量即可!!!
注意:配置完环境变量后需要重启电脑,环境变量才会生效;

4、重新打开VS2015的项目,将Matlab生成的四个文件放入该项目所在文件夹下(已修改)
说明:需要在Project1\Project1目录下,需要保证 addtest.dll、addtest.lib、addtest.h、addtest.ctf 这四个文件缺一不可,如果缺少ctf文件,编译不报错,初始化会出现内存错误
并且添加头文件addtest.h,但注意千万不要添加addtest.cpp,否则会发生错误。
5、调试–>窗口–>异常设置–>Win32 Exceptions全部不要勾选

#include "addtest.h"#pragma comment (lib,"addtest.lib")int main(){
		//初始化函数必须加	if (!addtestInitialize())
	{
		cout << "初始化失败!" << endl;
		exit(0);
	}
	else
		cout << "初始化成功!" << endl;
	mwArray a(1, 1, mxDOUBLE_CLASS);
	mwArray b(1, 1, mxDOUBLE_CLASS);
	a(1, 1) = 1.8;
	b(1, 1) = 2.9;
	mwArray z(1, 1, mxDOUBLE_CLASS);
	myadd(1, z, a, b);
	std::cout << a << "+" << b << "=" << z << std::endl;
	system("pause");
	return 0;}

可能出现的问题:
(1)必须要进行初始化,否则mxarray会报错。
初始化失败可能是因为没有把.ctf放到.dll的同级目录下
(2)异常:0xc0000005处理
Win32 Exceptions项在vs调试–>窗口–>异常设置 中取消(快捷键Ctrl + Alt + E)

四、mwArray数组的运用

1、mwArray的写入和读取

网上的通用示例,来展示:

double data[4] = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0};

double x;

mwArray a(2, 2, mxDOUBLE_CLASS);

a.SetData(data, 4);

x = a.Get(1,1); 

// x = 1.0

x = a.Get(2, 1, 2); 

// x = 3.0

x = a.Get(2, 2, 2); 

// x = 4.0

解释一下,用过matlab的同学都知道matlab默认列优先,列优先是什么概念呢?就是数据都是按照列储存,一列一列在内存上存储的,这一点C语言也一样。
也就是说数据是按列存入mwArray结构体,也就是说数据在内存里是存成这样的:

803a95758a2dfc4b591b056723bc79f8.png

而我们使用时因为你指定了mwArray a(2, 2, mxDOUBLE_CLASS);嘛,你就可以认为数据就存成了这样:

b519b5fcc7ceac249a005937b0e9049e.png

x = a.Get(2, 2, 2); // x = 4.0

实际上Get这个函数我真没看懂,他第一个indice参数是什么意思?指数?嘛,它不重要,真的不重要,我换成了1,2它都好使
后两个就是索引,你看2行2列是不是4,你再看看1,1列是不是1,但是要注意,2行1列你写成a.Get(2, 1)它真的不是2,这是因为重载函数默认第一个值是那个不明所以的indice,这就很难受。
我们再来看一个示例,来更加清晰的明白怎么给矩阵赋初值:

int a[6] = {1,2,3,4,5,6}  mwArray A(2,3,mxINT32_CLASS);    A.SetData(a,6); //第二个参数为要设置的数的个数,大小可设为rows*cols

注:该过程相当于把16的矩阵,转化为23的矩阵,matlab转化顺序是,先排第一列,由上到下为a[0] a[1],然后排第二列,由上到下为a[2] a[3],即转化后的A为:

1     3      52     4      6

如果要使A为:

1      42      53      6

需这样赋值:

int a[6] = {1,2,3,4,5,6}  mwArray A(3,2,mxINT32_CLASS);  //修改此处:行列数互换  
A.SetData(a,6); //第二个参数为要设置的数的个数,大小可设为rows*cols

2、设置输出

在进行函数运算时我出现了一个问题,就是我的输出矩阵实际上是数量不确定的,目前没有在网上找到什么说法,然而通过实验发现,实际上matlab在输出时是根据实际矩阵来的,不会出现计算元素数量大于初始设置的元素数量,然后就显示错误的情况。这里进行了一个实验证明了这个结论:
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/9114fef137684363b60a98147c742d95.png在这里插入图片描述

//这里设置了100个其实函数输出有104个
	mwArray path(100, 2, mxDOUBLE_CLASS);
	//如何obs为空,将obs替换为mwArray()
	SearchingPathPlanning(1, path, outpoint, obs, Rd);

	int n = path.NumberOfElements()/ path.NumberOfDimensions();
	for (int i = 1; i <=n; i++)
	{
		std::cout << "a = " << path.Get(1,i,1)<< " b = " << path.Get(2,i, 2) << std::endl;
	}

3、注意事项

Mxarray矩阵是标签是从1开始的,而不是传统意义上从0开始,比如要进行输出:

for (int i = 1; i <=7; i++){
	std::cout << "a = " << outpoint.Get(1,i, 1) << " b = " << outpoint.Get(2,i, 2) << std::endl;}


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