精通Matlab与C/C++混合程序设计(第2版) 1

自MathWorks推出Matlab 7.0以后，Matlab编译器在很多方面都发生了很大变化。其中最大的变化是Matlab编译器不再将Matlab程序直接编译为C/C++代码，而只生成Matlab程序接口文件，Matlab程序则直接交给MCR(Matlab Component Runtime)来执行。新的Matlab编译器架构形成了新的Matlab与C/C++混合程序设计特点： ? Matlab程序在MCR环境下与在Matlab环境下执行的效率相同，因此，通过编译Matlab程序不会提高Matlab程序的效率。 ? MCR的启动时间与Matlab程序的启动时间相同，在混合程序设计中应考虑这一点。 在C/C++程序中无论采用哪种调用方式调用Matlab程序，最终结果都是由MCR执行Matlab程序。 ? 由于Matlab编译器只生成Matlab接口文件，而MCR接口一般会采用兼容设计，因此，与Matlab 6.5及以前版本的软件相比，用户开发C/C++混合程序设计的复杂度降低，可继承性提高。 ? 由于采用MCR执行Matlab程序而不是将Matlab程序编译为C/C++程序，Matlab函数和工具箱中可编译的部分大大增加，为用户开发混合编程提供了方便。 正是存在这些诸多不同，原有的C/C++与Matlab混合程序设计的具体实现方法需要进行修正。为此，笔者对《精通Matlab与C/C++混合程序设计》第1版中的内容进行了相应增删或修正，形成了本书的内容。 所谓“万变不离其宗”，虽然Matlab编译器的架构发生了很大的变化，但Matlab与C/C++混合程序设计还是继承了原有思路。读者在应用中可根据自己的需求选择Matlab调用C/C++程序(MEX文件)、将Matlab程序编译为独立可执行文件、C/C++程序调用Matlab引擎、C/C++程序调用Matlab程序编译后的动态链接库以及C/C++程序调用Matlab程序编译后的COM组件等方式进行。 Matlab调用C/C++程序通过将其编译为MEX文件来实现，Matlab提供了一组C语言API函数供用户调用。这组API函数是Matlab与用户C程序之间的桥梁。通过调用C/C++程序编译的MEX文件，用户可以将Matlab程序中运算效率不高的代码用C/C++来实现，从而提高计算效率。 C/C++调用Matlab程序用户可以选择调用Matlab程序编译后的动态链接库或Matlab程序编译后的COM组件，这两种调用方法的执行效率是相同的。动态链接库方式实现起来比较简单，COM组件方式实现起来较复杂。除此之外，C/C++可以通过Matlab引擎直接执行Matlab程序，但这种方式不能脱离Matlab环境执行。 另外，书中还介绍了另外两种Matlab与C/C++混合程序设计的方法：Matcom C/C++数学库和Matlab C++数学库。其中，Matcom是第一个可以将Matlab *.m文件编译为C/C++代码的编译器。Matcom可以直接将m文件编译为C/C++代码，但只支持Matlab 5.3版。现在一般情况下没有必要使用Matcom编译Matlab程序，但Matcom的C++矩阵库仍然有一定的使用价值。Matlab C++数学库是Matlab提供的一组封装好的矩阵运算数学库，其使用方法和Matlab环境中的编写方法十分类似。如果用户用Visual C++实现用户界面，而又希望寻找一组高效的矩阵运算数学库的话，那么Matlab C++数学库是一个不错的选择。 Matlab与C/C++混合程序设计方法各有千秋，具体应用还要结合开发者的具体情况进行选择。但无论使用哪种方法，Matlab的数据结构与C/C++的数据结构之间的相互访问和转换都是混合编程的关键，这也是本书重点所在，希望读者在阅读和开发过程中引起注意。 本书所有的源代码均可在附带的光盘中找到。第7章“Matcom与C/C++”的开发和编译环境为Visual C++ 6.0与Matcom 4.5.1；第8章“VC++调用Matlab C++数学库”的开发和编译环境为Visual C++ 6.0与 Matlab 6.5.1；其他各章的开发和编译环境为Visual C++ 6.0与Matlab 2007。 在本书的编写过程中有幸得到很多同志的支持和帮助，在此感谢所有为本书的完成提供过帮助的同事和朋友。感谢网络上提供Matlab与C/C++混合程序设计资料的网友们，在学习Matlab与C/C++混合程序设计的过程中，这些资料使我受益匪浅。感谢我的妻子齐春溪女士，在她的大力支持和协助之下此书方得以顺利编写完成。