如何在Python数据处理项目中，调用数学计算软件Matlab中的函数和方法

Python调用Matlab官方简介

在Python中能否调用Matlab的函数或者方法，官网Math work给出了答案，展示如下：

具体意思：Python的MATLAB引擎API为Python提供了一个包，可以调用MATLAB作为计算引擎。该引擎支持引用实现(CPython)。有关支持的版本信息，请参见与MATLAB产品兼容的Python版本。

• 要安装和启动引擎，请参见使用Python的MATLAB引擎API入门。

• 要从MATLAB调用Python函数，请参阅从MATLAB调用Python。

引擎应用程序需要安装版本的MATLAB；您不能在只有MATLAB运行时的计算机上运行MATLAB引擎。

Python Functions 和 Matlab Functions

安装Matlab引擎获取库包

首先找到Matlab所提供的engine引擎的位置，就是Matlab安装目录下，extern/engines/python下，我这边话，展示如下所示：

外部变量（extern）：指在函数外部定义的变量，也称全局变量。

当然我们可以发现，Matlab提供的engine不止python，还有Java，所以其实java也可以调用Matlab的相关函数与方法，python提供的setup.py安装文件，java上提供的是jar包。

然后在setup.py所在的目录下，打开cmd控制台，进行setup install：

python setup.py install

发现报错了，原来我的Matlab版本是2021a，2021a是不支持python 3.9版本的，大家可以看到下面的报错，而Matlab2022a是支持python 3.9。

很显然，解决方案：1. 重新装个2022a的matlab 2. 安装python 3.8

是个人都知道，安装Matlab远远比安装个python环境要耗时间的多，我就选择安装低版本的python环境。

安装python3.8成功后，我这边就不配置环境变量，直接使用：

D:\Matlab2021\R2021a\extern\engines\python>E:\Environment\python3.8\python.exe setup.py install

出现如下的画面说明是install安装成功的：

调用Matlab案例测试

我们这边采用的pycharm编译器，首先我们需要把我们的编译器的python环境版本改成Matlab兼容的版本，我们原来设置的是3.9版本，但是matlab不支持3.9，我们这边需要改成3.8版本。

刚才我们进行setup.py的安装，会发现目录下面生成了build文件夹，这里面就有我们需要的matlab库。等会创建完项目我们会进行使用。

我们创建完项目之后，会有venv虚拟环境目录，把我们matlab库文件夹剪切到site-packages目录下即可，这个目录就是存放我们python第三方库文件的目录：

再main.py编写案例代码，进行测试：

import matlab.engine
import os
engine = matlab.engine.start_matlab()

# 通过调用 start_matlab 启动新的 MATLAB® 进程。 获取 *** 作engine引擎
data = engine.fspecial('gaussian', matlab.double([50, 50]), 3.0)
# 接受数据
engine.mesh(data)
# 调用mesh方法，进行绘图
os.system('pause')
# 暂停 *** 作，不然python运行结束，就会关闭了

运行结果展示如下所示：可以发现跳出是matlab的figure窗口

调用matlab.engine引擎

使用启动选项启动引擎

启动引擎，并将选项作为输入参数字符串传递给 matlab.engine.start_matlab。

例如，随桌面启动 MATLAB：

eng = matlab.engine.start_matlab("-desktop")

例如，启动桌面并将数值显示格式设置为 short：

eng = matlab.engine.start_matlab("-desktop -r 'format short'")

异步启动引擎：以异步方式启动引擎。在 MATLAB 启动时，在 Python 命令行中编写如下：

import matlab.engine
future = matlab.engine.start_matlab(async=True)

获取matlab函数返回参数

您可以直接调用任何 MATLAB® 函数并将结果返回到 Python®。例如，要确定某个数是否为质数，请使用该引擎调用 isprime 函数。

import matlab.engine
eng = matlab.engine.start_matlab()
res = eng.isprime(111)
print(res) # False

# Connected to pydev debugger (build 213.5744.248)

当使用引擎调用函数时，默认情况下该引擎会返回单个输出参数。如果您知道函数可能返回多个参数，请使用 nargout 参数指定输出参数的数量。

要确定两个数的最大公分母，请使用 gcd 函数。设置 nargout 以从 gcd 返回三个输出参数。

import matlab.engine
eng = matlab.engine.start_matlab()
res = eng.gcd(100.0, 80.0, nargout=3)
print(res) # (20.0, 1.0, -1.0)

当然比如通过 Python 打开 MATLAB 帮助浏览器，显然是没有参数返回的，指定nargout=0即可：

import os

import matlab.engine
eng = matlab.engine.start_matlab()
eng.doc(nargout=0)
os.system('pause')
# 暂停 *** 作，不然python运行结束，就会关闭了

MATLAB doc 函数将打开浏览器，但不会返回输出参数。如果您没有指定 nargout=0，引擎将报告错误。

运行后，会打开matlab 帮助浏览器的页面：

若要搜索MATLAB文档，请在“帮助”浏览器中任意页面顶部的搜索框中键入一个表达式。浏览器返回一个搜索结果列表，突出显示与表达式匹配的关键词。

或者，您也可以使用文档搜索功能来搜索文档。例如，搜索那些提到 plot 函数 的页面：

eng.docsearch("plot",nargout=0)

调用matlab数据处理案例

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