本篇文章主要介绍混合编程——C++调用MATLAB程序,以及常用问题解决,并给出通过测试的示例程序。

目录:

C++调用MATLAB程序方法
<https://blog.csdn.net/qq_26464039/article/details/84305030#%C2%A0%20%C2%A0%20%C2%A0%20%C2%A0%20%C2%A0%C2%A0C%2B%2B%E8%B0%83%E7%94%A8MATLAB%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E6%96%B9%E6%B3%95>

示例程序
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常用问题解决
<https://blog.csdn.net/qq_26464039/article/details/84305030#%E5%B8%B8%E7%94%A8%E9%97%AE%E9%A2%98%E8%A7%A3%E5%86%B3>

程序下载
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C++调用MATLAB程序方法

matlab mex编译器配置:

1、 在MATLAB中的命令行窗口中输入mex -setup,会出现如下界面

        

2、点击界面中的mex -setup C++,出现如下提示。

        

3、这里MATLAB会自动检测你电脑上安装的VS编译平台,本人电脑安装有VS2012和VS2013,根据自己的需求选择一个即可。这里我选择Microsoft
Visual C++ 2012,会出现如下提示:

        

4、接下来就是进行对MATLAB中的function进行编译了。这里,我的函数名为Canny_Process。如下图所示:

编译的命令为:mcc -W cpplib:libCanny_Process  -T link:lib Canny_Process



等待几分钟后,MATLAB就会编译完成,会将文件编译为C++平台可调用的文件:





到这一步后,MATLAB平台处理的任务就结束了,接下来就是在C++中调用这些文件,并配置好应用环境。

C++的VS2012编译器平台环境配置:

使用VS平台新建工程,将上面得到的dll、lib、.h、.cpp文件复制到工程目录下,然后开始配置所需库文件。


1、首先添加matlab安装目录下extern中include文件夹,具体操作为:在VS中右键项目,点击属性,在属性中选择“配置属性”->“VC++目录”->“包含目录”,这里我的路径是:D:\Program
Files (x86)\MATLAB 2017a\extern\include。如下图所示:



2、下一步就是要配置好所需要的lib文件,在属性中选择“配置属性”->“VC++目录”->“库目录”,这里路径是:D:\Program Files
(x86)\MATLAB 2017a\extern\lib\win64\microsoft,如下图:



因为D:\Program Files (x86)\MATLAB
2017a\extern\lib\win64\microsoft这个路径中包含了MATLAB中的数据类型和一些函数的定义文件,如"
mclmcrrt.lib"文件等。接下来就是加载lib文件了,lib文件的加载有两种方法:动态加载和静态加载。

动态加载是指在项目属性的附加依赖项中进行lib的相关操作,使程序能正确加载lib文件。在属性中选择“配置属性”->“链接器”->“附加依赖项”,在其中添加

libeng.lib

libmat.lib

libmex.lib

libmx.lib

mclmcrrt.lib

mclmcr.lib

libCanny_Process.lib(最后这一个是自己生成的那个lib文件)



静态加载是只需要在程序中调用lib文件即可,调用方式如下:



实际上两种lib文件的调用原理都是一样的,是为了让程序正确找到lib文件,具体使用哪一种方式就看个人习惯了。

程序测试:

经过上述配置,正常情况下是已经搭建好程序环境,接下来就需要在C++中调用MATLAB文件了。


这里涉及到具体的调用语法。首先要介绍的就是mwArray类,mwArray是在C++项目中调用MATLAB函数时使用的数据类型,无论传入参数,还是获取返回值,均使用这一种数据类型,可以看作为一种由MATLAB编译器识别的多维数组类型。

1、创建mwArray阵列

mwArray()     创建空的Matlab阵列,类型为mxDOUBLE_CLASS

mwArray(mxClassID mxID)  创建mxID指定类型的Matlab阵列

mwArray(mwSize num_strings,const char**str)创建字符型阵列,字符串由str指定

mwArray(mwSize num_rows,mwSize num_cols,mx_ClassID mxID,mxCompleixity
complex=mxREAL)
 创建行数为num_rows,列数为num_cols,类型为mxID的Matalb阵列,对于数值型阵列,将complx做为最后一个参数,确定待创建阵列是否为复数阵列

mwArray(mwSize num_rows,mwSize num_cols,int num_fields,const char**fieldnames)
创建行数为num_rows,列数为num_cols结构体阵列,结构体域名为由fieldnames指定,域名个数由num_fields指定

mwArray(mwSize num_dims,const mwSize*dims,mxClassID mxID,mxComplexity
cmplx=mxREAL)
创建任意维数的Matlab阵列,维数由num_dims指定,各维大小由dims指定,mxID指定阵列的类型。对于数值型阵列,将cmplx作为最后的一个参数,确定待创建阵列是否为复型的阵列。

mwArray(mwSize num_dims,const mwSize *dims,int num_fields.const
char**fieldnames)创建任意维数的结构体阵列,维数由num_dims指定,各维大小由dims指定,结构体域名由fieldnames指定,域名个数由num_fields指定

mwArray(const mwArra&arr)根据当前的阵列arr中创建一个新的阵列(复制)

mwArray(const char*str) 根据字符串str创建一个新的字符型阵列

mwArray(re,im)创建一个新的数值阵列,实部为re,虚部为im

mwArray(re)创建一个新的数值阵列,实部为re.

2、mwArray类方法

mwSize NumberOfNonZeros()const 返回稀疏阵列非零元素的个数

mwSize NumberOfElements()const 返回阵列中元素的个数

mwSize NumberofDimensions()const 返回阵列维数

mwSize MaximumNonZeros()const 返回稀疏阵列中最大的元素的个数

mwArray SharedCopy()const 返回一个新的共享数据型mwArray阵列,此阵列与现有的mwArray阵列指向同一个数据块。

mwArray Serialize()const 将mwArray序列化一个新的阵列,新的阵列为mxUINT8_CLASS类型

mwArray RowIndex()const 返回阵列元素的行索引;对于稀疏阵列,只返回非零原素的行索引例如

mwArray a(2,3,mxDOUBLE_CLASS); mwArray rows=a.RowIndex();

mwArray Real() 返回数值阵列的实部 例如

double rdata[4]={1.0,2.0,3.0,4.0};double idata[4]={10.0,20.0,30.0,40.0};

mwArray a(2,2,mxDOUBLE_CLASS,mxCOMPLEX);

a.Real().SetData(rdata,4);

a.Imag().SetData(idata,4);

mwArray Image() 返回数值阵列虚部

mwArray Get(mwSize num_indices,....)
根据索引返回阵列元素,其中num_indices表示索引数目。Get函数中输入的索引均从1起始。例如

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

mwArray a(2,2,mxDOUBLE_CLASS);

double x;

a.SetData(data,4);

x=a.Get(2,2,2);//返回4 

x=a.Get(1,3);//返回3

mwArray Get(const char *name, mwSize num_indices,...)
 返回结构体域名为name,指定索引的结构体域,其中num_indices表示索引的数目。Get函数中输入的索引均从1起始。例如

const char* fields[]={"a","b","c"};

mwArray a(1,1,3,fields); //b=a(1).a; 

mwArray b=a.Get("a",1,1);//b=a(1,1).b;

mwArray b=a.Get("b",2,1,1);

mwArray ColumnIndex() const 返回阵列元素的列索引;对于稀疏阵列,只返回非零元素的列索引。例如

mwArray a(3,2,mxDOUBLE_CLASS);

mwArray rows=a.RowIndex();

int NumberOfFields() const 返回结构体域个数

int ElementSize() const 返回mwArray阵列元素大小

int CompareTo(const mwArray& arr)const 对比两个mwArray阵列

bool IsSparse()const 判断是否Sparse阵列

bool IsNumeric()const 判断是否是数值阵列

bool IsEmpty()const 判断是否是空阵列

bool IsComplex()const 判断是否复型阵列

bool Equals(const mwArray& arr)const 判断两个阵列是否相同

具体语法可以参考:https://blog.csdn.net/yujiao12365/article/details/79533121
<https://blog.csdn.net/yujiao12365/article/details/79533121>

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示例程序

下面是本项目完整的测试程序:
#include <stdio.h> #include <fstream> #include <iostream> #include <string>
#include"libCanny_Process.h" #pragma comment(lib, "libeng.lib") #pragma
comment(lib, "libmat.lib") #pragma comment(lib, "libmex.lib") #pragma
comment(lib, "libmx.lib") #pragma comment(lib, "mclmcrrt.lib") #pragma
comment(lib, "mclmcr.lib") #pragma comment(lib,"libCanny_Process.lib") using
namespace std; int main() { // addInitialize()
为add()打包是自动生成的初始化函数,必须且直接调用即可,其名称格式为“函数名Initialize()” if
(!libCanny_ProcessInitialize()) { cout << "初始化失败!" << endl; exit(0); } else
cout << "初始化成功!" << endl; char filename1[] = "duck(original)youku.yuv" ; char
filename2[] = "duck(original)youku_canny.yuv" ; double frameNum[] = { 500 };
double height[] = { 720 }; double width[] = { 1280 };
//mwArray是在C++项目中调用MATLAB函数时使用的数据类型,无论传入参数,还是获取返回值,均使用这一种数据类型,可以看作为一种由MATLAB编译器识别的多维数组类型。
//使用mwArray类进行初始化 mwArray inputName(filename1);//字符串类型 mwArray
outputName(filename2); mwArray m_frameNum(1, 1, mxDOUBLE_CLASS);//double类型
mwArray m_height(1, 1, mxDOUBLE_CLASS); mwArray m_width(1, 1, mxDOUBLE_CLASS);
m_frameNum.SetData(frameNum, 1); m_height.SetData(height, 1);
m_width.SetData(width, 1); Canny_Process(inputName, outputName, m_frameNum,
m_height, m_width);//调用MATLAB函数 libCanny_ProcessTerminate(); system("pause");
return 0; }
其中C++调用的关键代码:
    if (!libCanny_ProcessInitialize())
    {
        cout << "初始化失败!" << endl;
        exit(0);
    }
    else
        cout << "初始化成功!" << endl;


在程序开始必须先进行初始化,这里程序使用libCanny_ProcessInitialize()函数进行初始化,同时要注意头文件中必须要添加#include"libCanny_Process.h"

终止调用函数,与初始化函数一样自动生成:

libCanny_ProcessTerminate();

矩阵变量赋值操作

1、变量赋值操作:

 mwArray定义格式 :  变量名(行数,列数,数据类型)

 赋值格式:mwArray变量.SetData(C++变量, 数据个数)
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
2、字符串赋值操作:
char str[5] = "abcd"; //或 CString str = "abcd" mwArray mwA(str);
3、其它操作数据类型有:
typedef enum { mxUNKNOWN_CLASS = 0, //未知类型 mxCELL_CLASS, //细胞类型
mxSTRUCT_CLASS, //结构类型 mxLOGICAL_CLASS, //布尔类型 mxCHAR_CLASS, //字符串类型
mxVOID_CLASS, //void类型 mxDOUBLE_CLASS, mxSINGLE_CLASS, //单精度浮点数 mxINT8_CLASS,
// mxUINT8_CLASS, mxINT16_CLASS, mxUINT16_CLASS, mxINT32_CLASS, mxUINT32_CLASS,
mxINT64_CLASS, mxUINT64_CLASS, mxFUNCTION_CLASS, //函数类型 mxOPAQUE_CLASS, //
mxOBJECT_CLASS //对象类型 }
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常用问题解决


经过以上学习和操作,程序一般都会正常运行,但是也可能会遇到初始化失败的情况。本人在测试中就曾经一直无法初始化,导致后续的函数调用无法进行,也试过各种方法,都无法解决。最后才发现:初始化的问题一般和程序环境有关,如果无法初始化成功,是因为你的VS版本和MATLAB版本的兼容性不好,导致无法调用。这时需要更换VS的版本。

本人测试时先是用的MATLAB
2017a生成配置文件,然后用VS2013测试,结果编译成功后一直无法初始化。最后将VS3013换成VS2012后就可以正确初始化了。建议大家根据自己的实际问题分析原因,这样才能有的放矢。

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程序下载

测试程序已经在上面显示,但是要想得到直接可运行的程序,还需要配置好工程和相关文件,完整版工程测试程序可以从我的资源里下载:

https://download.csdn.net/download/qq_26464039/10798133
<https://download.csdn.net/download/qq_26464039/10798133>

作者:Daniel
来源:CSDN 
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