MATLAB外部程序接口技术.doc

第十一章 MATLAB外部程序接口技术11.1 M编译器的功用和前提准备11.2 创建MEX文件11.2.1 MEX文件编译的验证【例11.2-1】验证mex应用程序把C码文件编译成MEX文件的正确性。（1）先将matlabexternexamplesmex目录下的yprime.c文件复制到用户自己的工作目录（比方d:mywork），然后将此文件名改为my_yprime.c。（2）运行以下指令cd d:myworkmex my_yprime.cmy_yprime(1,1:4)which my_yprime ans = 2.0000 8.9685 4.0000 -1.0947d:myworkmy_yprime.dll 说明l 应该指出：mex的编译操作也可以象图11.2-1那样在DOS环境中进行，结果相同。图 11.2-1 在DOS状态下进行编译操作【例11.2-2】验证mcc应用程序把M码文件编译成MEX文件的正确性。（1）先将matlabexternexamplesmex目录下的yprime.m文件复制到用户自己的工作目录（比方d:mywork），然后将此文件名改为my_yprime_m.m。（2）运行以下指令cd d:mywork%把用户目录指定为当前目录mcc -x my_yprime_mmy_yprime_m(1,1:4)which my_yprime_m ans = 2.0000 8.9685 4.0000 -1.0947d:myworkmy_yprime_m.dll 11.2.2 由M文件创建C MEX文件的算例【例11.2-3】先编写一个“判断方阵是否奇异”的M文件，然后由该M文件生成相应的MEX文件。（1）在MATLAB的编辑器中，编写下面的函数文件exm1.m 。exm1.mfunction y=exm1(A)m,n=size(A);if m=n;error(An input matrix should be n-by-n.)endr=rank(A);if r=mdisp(This matrix is nonsigular)elsedisp(This matrix is sigular)end（2）把该函数文件存放于用户目录d:mywork下。（3）在MATLAB命令窗中，运行以下指令对exm1.m进行编译。 mcc -x exm1 %编译m文件。 （4）调用MEX文件exm1.dll 进行计算A=1,0,1;2,1,0;4,1,4 exm1(A) which exm1 A = 1 0 1 2 1 0 4 1 4This matrix is nonsigulard:myworkexm1.dll 【例11.2-4】产生一个绘圆的MEX文件。本例演示：（A）M脚本文件不能被编译；（B）如何把脚本文件改写成函数文件；（C）改写后的M函数文件可被正确编译。（1）原始的绘圆脚本文件circle.mclf;r=2;t=0:pi/100:2*pi;x=r*exp(i*t);plot(x,r*);axis(square)（2）对该脚本文件直接编译将因错误而失败mcc -x circle ? Error: File circle is a Script M-file and cannot be compiled with the current Compiler.Error in = H:MATLAB53toolboxcompilermcc.dll （3）把脚本文件改写成函数文件circle_f.m:function circle_f(r)clf;t=0:pi/100:2*pi;x=r*exp(i*t);plot(x,r*);axis(square)（4）再对circle_f.m进行编译，将顺利通过mcc -x circle_f （5）运行生成的MEX文件circle_f.dllcircle_f(0.5) which circle_f d:myworkcircle_f.dll图11.2-2 MEX文件circle_f.dll所画的圆11.3 创建独立的外部应用程序11.3.1 M编译器的预配置 一 对M编译器mbuild应用程序的设置 二 配置正确性的验证【例11.3-1】验证mbuild应用程序把C码文件编译成EXE文件的正确性。（1）先将matlabexternexamplescmath 目录下的ex1.c文件复制到用户自己的工作目录（比方d:mywork），然后将此文件名改为my_ex1.c。（2）在MATLAB指令窗中运行以下指令，将在d:mywork目录下产生my_ex1.exe。cd d:myworkmbuild my_ex1.c（3）打开Windows的DOS窗口，并使d:mywork成为当前目录，运行my_ex1.exe，若得到结果与图11.3-1相同，就表示mbuild应用程序工作正常。图 11.3-1 在DOS窗口运行验证程序my_ex1.exe所得的结果【例11.3-2】验证mcc应用程序把M文件编译成EXE文件的正确性。（1）先将matlabexternexamplescompiler目录下的hello.m文件复制到用户自己的工作目录（比方d:mywork），然后将此文件名改为my_hello.m。（2）在MATLAB指令窗中运行以下指令，便在d:mywork目录下产生my_hello.exe。mcc -p my_hello.m （3）打开Windows的DOS窗口，并使d:mywork成为当前目录，运行my_hello.exe，若得到结果与图11.3-2相同，就表示MATLAB编译器工作正常。图11.3-2 在DOS窗口运行验证程序my_hello.exe所得的结果【例11.3-3】验证mbuild、mcc工作正确性也可以在DOS状态下进行。（1）为确保验证过程的可信度，首先删除d:mywork目录上的所有文件。（2）将MATLAB自带的ex1.c和hello.m文件复制到用户自己的工作目录d:mywork ，并将它们分别改名为my_ex1.c和my_hello.m 。（3）然后打开Windows的DOS窗口，进行如图11.3-3的操作。（4）假如所得结果与图11.3-3相同，则表明工作正常。图 11.3-3 在DOS状态验证编译指令11.3.2 独立外部程序的工作特点和创建过程 一 独立外部程序与MEX文件的不同工作特点 二 独立外部程序创建过程说明11.3.3 关于指令mbuild11.3.4 科学计算和结果可视化独立应用程序的创建 一 创建独立应用程序时mcc的使用格式 二 由全M源文件产生EXE科学计算应用程序【例11.3-4】创建一个适应“超定”、“恰定”、“欠定”线性方程求解的示例性应用程序。（1）编写以下两个M函数文件。LLS.mfunction LLS()Ae=5;Av=2;A,b=LLSDATA(Ae,Av);x=Ab;%以下都是为获得较清晰的显示而编写S=恰定;if AeAv S=超定;elseif AeAe A=WA(1:Ae,:);endb=ones(Ae,1);（2）对存放在d:mywork上的这两个文件进行编译。图 11.3-4 独立应用程序LLS.exe解超定方程示例（3）把LLS.m文件第2、3行改为Ae=3;Av=5，将文件另存为LLS1.m并重新编译、运行。mcc -p LLS1 !LLS1 外部独立程序求欠定方程 Ax=b 解，其中 A = 17 24 1 8 15 b = 1 23 5 7 14 16 1 4 6 13 20 22 1 方程的解 0.013372 x = 0.0063953 0 0 0.041279 三 可视化应用程序的产生和使用【例11.3-5】产生一个能绘制类似图6.3-3所示图形的C+独立应用程序。（1）将例6.3-3中的代码加上function“头”后保存为函数文件grph.m，function grphX0,Y0,Z0=sphere(30); %产生单位球面的三维坐标X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0; %产生半径为2的球面的三维坐标surf(X0,Y0,Z0); %画单位球面shading interp %采用插补明暗处理hold on,mesh(X,Y,Z),colormap(hot),hold off%采用hot色图hidd