C中的一种。如果你在安装Matlab时已经设置过编译器,那么现在你应该就可以使用mex命令来编译c语言的程序了。如果当时没有选,就在Matlab里键入mex
-setup,下面只要根据提示一步步设置就可以了。需要注意的是,较低版本的在设置编译器路径时,只能使用路径名称的8字符形式。比如我用的VC装在路径C:\PROGRAM
FILES\DEVSTUDIO下,那在设置路径时就要写成:“C:\PROGRA~1”这样设置完之后,mex就可以执行了。为了测试你的路径设置正确与否,把下面的程序存为hello.c。
/*hello.c*/
#include
"mex.h"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
*plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
*prhs[])
{
mexPrintf("hello,world!\n")
}
假设你把hello.c放在了C:\TEST\下,在Matlab里用CD
C:\TEST\
将当前目录改为C:\
TEST\(注意,仅将C:\TEST\加入搜索路径是没有用的)。现在敲:
mex
hello.c
如果一切顺利,编译应该在出现编译器提示信息后正常退出。如果你已将C:\TEST\加
入了搜索路径,现在键入hello,程序会在屏幕上打出一行:
hello,world!
看看C\TEST\目录下,你会发现多了一个文件:HELLO.DLL。这样,第一个mex函数就算完成了。分析hello.c,可以看到程序的结构是十分简单的,整个程序由一个接口子过程
mexFunction构成。
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
*plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
*prhs[])
前面提到过,Matlab的mex函数有一定的接口规范,就是指这
nlhs:输出参数数目
plhs:指向输出参数的指针
nrhs:输入参数数目
例如,使用
[a,b]=test(c,d,e)
调用mex函数test时,传给test的这四个参数分别是
2,plhs,3,prhs
其中:
prhs[0]=c
prhs[1]=d
prhs[2]=e
当函数返回时,将会把你放在plhs[0],plhs[1]里的地址赋给a和b,达到返回数据的目的。
细心的你也许已经注意到,prhs[i]和plhs[i]都是指向类型mxArray类型数据的指针。
这个类型是在mex.h中定义的,事实上,在Matlab里大多数数据都是以这种类型存在。当然还有其他的数据类型,可以参考Apiguide.pdf里的介绍。
为了让大家能更直观地了解参数传递的过程,我们把hello.c改写一下,使它能根据输
入参数的变化给出不同的屏幕输出:
//hello.c
2.0
#include
"mex.h"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
*plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
*prhs[])
{
int
i
i=mxGetScalar(prhs[0])
if(i==1)
mexPrintf("hello,world!\n")
else
mexPrintf("大家好!\n")
}
将这个程序编译通过后,执行hello(1),屏幕上会打出:
hello,world!
而hello(0)将会得到:
大家好!
现在,程序hello已经可以根据输入参数来给出相应的屏幕输出。在这个程序里,除了用到了屏幕输出函数mexPrintf(用法跟c里的printf函数几乎完全一样)外,还用到了一个函数:mxGetScalar,调用方式如下:
i=mxGetScalar(prhs[0])
"Scalar"就是标量的意思。在Matlab里数据都是以数组的形式存在的,mxGetScalar的作用就是把通过prhs[0]传递进来的mxArray类型的指针指向的数据(标量)赋给C程序里的变量。这个变量本来应该是double类型的,通过强制类型转换赋给了整形变量i。既然有标量,显然还应该有矢量,否则矩阵就没法传了。看下面的程序:
//hello.c
2.1
#include
"mex.h"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
*plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
*prhs[])
{
int
*i
i=mxGetPr(prhs[0])
if(i[0]==1)
mexPrintf("hello,world!\n")
else
mexPrintf("大家好!\n")
}
这样,就通过mxGetPr函数从指向mxArray类型数据的prhs[0]获得了指向double类型的指针。
但是,还有个问题,如果输入的不是单个的数据,而是向量或矩阵,那该怎么处理呢
?通过mxGetPr只能得到指向这个矩阵的指针,如果我们不知道这个矩阵的确切大小,就
没法对它进行计算。
为了解决这个问题,Matlab提供了两个函数mxGetM和mxGetN来获得传进来参数的行数
和列数。下面例程的功能很简单,就是获得输入的矩阵,把它在屏幕上显示出来:
//show.c
1.0
#include
"mex.h"
#include
"mex.h"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
*plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
*prhs[])
{
double
*data
int
M,N
int
i,j
data=mxGetPr(prhs[0])
//获得指向矩阵的指针
M=mxGetM(prhs[0])
//获得矩阵的行数
N=mxGetN(prhs[0])
//获得矩阵的列数
for(i=0i<Mi++)
{
for(j=0j<Nj++)
mexPrintf("%4.3f
",data[j*M+i])
mexPrintf("\n")
}
}
编译完成后,用下面的命令测试一下:
a=1:10
b=[aa+1]
show(a)
show(b)
需要注意的是,在Matlab里,矩阵第一行是从1开始的,而在C语言中,第一行的序数为零,Matlab里的矩阵元素b(i,j)在传递到C中的一维数组大data后对应于data[j*M+i]
。
输入数据是在函数调用之前已经在Matlab里申请了内存的,由于mex函数与Matlab共用同一个地址空间,因而在prhs[]里传递指针就可以达到参数传递的目的。但是,输出参数却需要在mex函数内申请到内存空间,才能将指针放在plhs[]中传递出去。由于返回指针类型必须是mxArray,所以Matlab专门提供了一个函数:mxCreateDoubleMatrix来实现内存的申请,函数原型如下:
mxArray
*mxCreateDoubleMatrix(int
m,
int
n,
mxComplexity
ComplexFlag)
m:待申请矩阵的行数
n:待申请矩阵的列数
为矩阵申请内存后,得到的是mxArray类型的指针,就可以放在plhs[]里传递回去了。但是对这个新矩阵的处理,却要在函数内完成,这时就需要用到前面介绍的mxGetPr。使用
mxGetPr获得指向这个矩阵中数据区的指针(double类型)后,就可以对这个矩阵进行各种 *** 作和运算了。下面的程序是在上面的show.c的基础上稍作改变得到的,功能是将输
//reverse.c
1.0
#include
"mex.h"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
*plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
*prhs[])
{
double
*inData
double
*outData
int
M,N
int
i,j
inData=mxGetPr(prhs[0])
M=mxGetM(prhs[0])
N=mxGetN(prhs[0])
plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(M,N,mxREAL)
outData=mxGetPr(plhs[0])
for(i=0i<Mi++)
for(j=0j<Nj++)
outData[j*M+i]=inData[(N-1-j)*M+i]
}
当然,Matlab里使用到的并不是只有double类型这一种矩阵,还有字符串类型、稀疏矩阵、结构类型矩阵等等,并提供了相应的处理函数。本文用到编制mex程序中最经常遇到的一些函数,其余的详细情况清参考Apiref.pdf。
通过前面两部分的介绍,大家对参数的输入和输出方法应该有了基本的了解。具备了这些知识,就能够满足一般的编程需要了。但这些程序还有些小的缺陷,以前面介绍的re由于前面的例程中没有对输入、输出参数的数目及类型进行检查,导致程序的容错性很差,以下程序则容错性较好
#include
"mex.h"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
*plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
*prhs[])
{
double
*inData
double
*outData
int
M,N
//异常处理
//异常处理
if(nrhs!=1)
mexErrMsgTxt("USAGE:
b=reverse(a)\n")
if(!mxIsDouble(prhs[0]))
mexErrMsgTxt("the
Input
Matrix
must
be
double!\n")
inData=mxGetPr(prhs[0])
M=mxGetM(prhs[0])
N=mxGetN(prhs[0])
plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(M,N,mxREAL)
outData=mxGetPr(plhs[0])
for(i=0i<Mi++)
for(j=0j<Nj++)
outData[j*M+i]=inData[(N-1-j)*M+i]
}
在上面的异常处理中,使用了两个新的函数:mexErrMsgTxt和mxIsDouble。MexErrMsgTxt在给出出错提示的同时退出当前程序的运行。MxIsDouble则用于判断mxArray中的数据是否double类型。当然Matlab还提供了许多用于判断其他数据类型的函数,这里不加详述。
需要说明的是,Matlab提供的API中,函数前缀有mex-和mx-两种。带mx-前缀的大多是对mxArray数据进行 *** 作的函数,如mxIsDouble,mxCreateDoubleMatrix等等。而带mx前缀的则大多是与Matlab环境进行交互的函数,如mexPrintf,mxErrMsgTxt等等。了解了这一点,对在Apiref.pdf中查找所需的函数很有帮助。
至此为止,使用C编写mex函数的基本过程已经介绍完了。
matlab有多少api函数,因为数量很多,而且不同版本的函数数量也或许不一样,因为会把常用的需求去添加成新的api函数,不完全统计,matlab的api函数不少于420个。例如,下面列举其中的一部分较为常用的api函数。
1.
sym函数--定义符号矩阵
2.
syms函数--定义矩阵的又一函数
3.
sym的另一职能--把数值矩阵转化成相应的符号矩阵
4.
cat函数--创建多维数组
5.
zeros函数--零矩阵的生成
6.
eye函数--单位矩阵的生成
7.
ones函数--生成全1阵
8.
rand函数--生成均匀分布随机矩阵
9.
randn函数--生成正态分布随机矩阵
10.
randperm函数--产生随机序列
11.
linspace函数--线性等分向量的生成
12.
logspace函数--产生对数等分向量
13.
blkdiag函数--产生以输入元素为对角线元素的矩阵
14.
compan函数--生成友矩阵
15.
hankel函数--生成Hankel方阵
16.
hilb函数--生成Hilbert(希尔伯特)矩阵
17.
invhilb函数--逆Hilbert矩阵生成
18.
pascal函数--生成Pascal矩阵
19.
toeplitz函数--生成托普利兹矩阵
20.
wilkinson函数--生成Wilkinson特征值测试阵
21.
dot函数--向量的点积
22.
cross函数--向量叉乘
23.
conv函数--矩阵的卷积和多项式乘法
24.
deconv函数--反褶积(解卷)和多项式除法运算
25.
kron函数--张量积
26.
intersect函数--求两个集合的交集
27.
ismember函数--检测集合中的元素
28.
setdiff函数--求两集合的差
29.
setxor函数--求两个集合交集的非(异或)
30.
union函数--求两集合的并集
31.
unique函数--取集合的单值元素
32.
expm函数--方阵指数函数
33.
logm函数--求矩阵的对数
34.
funm函数--方阵的函数运算
35.
sqrtm函数--矩阵的方根
36.
polyvalm函数--求矩阵的多项式
37.
det函数--求方阵的行列式
38.
inv函数--求矩阵的逆
39.
pinv函数--求矩阵的伪逆矩阵
40.
trace函数--矩阵的迹
41.
norm函数--求矩阵和向量的范数
42.
cond函数--求矩阵的条件数
43.
condest函数--1-范数的条件数估计
44.
rcond函数--矩阵可逆的条件数估值
45.
condeig函数--特征值的条件数
46.
rank函数--矩阵的秩
47.
diag函数--矩阵对角线元素的抽取
48.
tril函数--下三角阵的抽取
49.
triu函数--上三角阵的抽取
50.
reshape函数--矩阵变维
51.
rot90函数--矩阵旋转语法说明
52.
fliplr函数--矩阵的左右翻转
53.
flipud函数--矩阵的上下翻转
54.
flipdim函数--按指定维数翻转矩阵
55.
repmat函数--复制和平铺矩阵
56.
rat函数--用有理数形式表示矩阵
57.
rem函数--矩阵元素的余数
58.
sym函数--数值矩阵转化为符号矩阵
59.
factor函数--符号矩阵的因式分解
60.
expand函数--符号矩阵的展开
61.
simple或simplify函数--符号简化
62.
numel函数--确定矩阵元素个数
63.
chol函数--Cholesky分解
64.
lu函数--LU分解
65.
qr函数--QR分解
66.
qrdelete函数--从QR分解中删除列
67.
qinsert函数--从QR分解中添加列
68.
schur函数--Schur分解
69.
rsf2csf函数--实Schur向复Schur转化
70.
eig函数--特征值分解
71.
svd函数--奇异值分解
72.
gsvd函数--广义奇异值分解
73.
qz函数--特征值问题的QZ分解
74.
hess函数--海森伯格形式的分解
75.
null函数--求线性齐次方程组的通解
76.
symmlq函数--线性方程组的LQ解法
77.
bicg函数--双共轭梯度法解方程组
78.
bicgstab函数--稳定双共轭梯度方法解方程组
79.
cgs函数--复共轭梯度平方法解方程组
80.
lsqr函数--共轭梯度的LSQR方法
81.
qmres函数--广义最小残差法
82.
minres函数--最小残差法解方程组
83.
pcg函数--预处理共轭梯度方法
84.
qmr函数--准最小残差法解方程组
85.
cdf2rdf函数--复对角矩阵转化为实对角矩阵
86.
orth函数--将矩阵正交规范化
87.
sparse函数--创建稀疏矩阵
88.
full函数--将稀疏矩阵转化为满矩阵
89.
find函数--稀疏矩阵非零元素的索引
90.
spconvert函数--外部数据转化为稀疏矩阵
91.
spdiags函数--生成带状(对角)稀疏矩阵
92.
speye函数--单位稀疏矩阵
93.
sprand函数--稀疏均匀分布随机矩阵
94.
sprandn函数--生成稀疏正态分布随机矩阵
95.
sprandsym函数--稀疏对称随机矩阵
96.
nnz函数--返回稀疏矩阵非零元素的个数
97.
nonzeros函数--找到稀疏矩阵的非零元素
98.
nzmax函数--稀疏矩阵非零元素的内存分配
99.
spfun函数--稀疏矩阵的非零元素应用
100.
spy函数--画稀疏矩阵非零元素的分布图形
101.
colmmd函数--稀疏矩阵的排序
102.
colperm函数--非零元素的列变换
103.
dmperm函数--Dulmage-Mendelsohn分解
104.
randperm函数--整数的随机排列
105.
condest函数--稀疏矩阵的1-范数
106.
normest函数--稀疏矩阵的2-范数估计值
107.
luinc函数--稀疏矩阵的分解
108.
eigs函数--稀疏矩阵的特征值分解
109.
sin和sinh函数--正弦函数与双曲正弦函数
110.
asin、asinh函数--反正弦函数与反双曲正弦函数
111.
cos、cosh函数--余弦函数与双曲余弦函数
112.
acos、acosh函数--反余弦函数与反双曲余弦函数
113.
tan和tanh函数--正切函数与双曲正切函数
114.
atan、atanh函数--反正切函数与反双曲正切函数
115.
cot、coth函数--余切函数与双曲余切函数
116.
acot、acoth函数--反余切函数与反双曲余切函数
117.
sec、sech函数--正割函数与双曲正割函数
118.
asec、asech函数--反正割函数与反双曲正割函数
119.
csc、csch函数--余割函数与双曲余割函数
120.
acsc、acsch函数--反余割函数与反双曲余割函数
121.
atan2函数--四象限的反正切函数
122.
abs函数--数值的绝对值与复数的幅值
123.
exp函数--求以e为底的指数函数
124.
expm函数--求矩阵以e为底的指数函数
125.
log函数--求自然对数
126.
log10函数--求常用对数
127.
sort函数--排序函数
128.
fix函数--向零方向取整
129.
roud函数--朝最近的方向取整
130.
floor函数--朝负无穷大方向取整
131.
rem函数--求余数
132.
ceil函数--朝正无穷大方向取整
133.
real函数--复数的实数部分
134.
imag函数--复数的虚数部分
135.
angle函数--求复数的相角
136.
conj函数--复数的共轭值
137.
complex函数--创建复数
138.
mod函数--求模数
139.
nchoosek函数--二项式系数或所有的组合数
140.
rand函数--生成均匀分布矩阵
141.
randn函数--生成服从正态分布矩阵
142.
interp1函数--一维数据插值函数
143.
interp2函数--二维数据内插值
144.
interp3函数--三维数据插值
145.
interpn函数--n维数据插值
146.
spline函数--三次样条插值
147.
interpft函数--用快速Fourier算法作一维插值
148.
spline函数--三次样条数据插值
149.
table1函数--一维查表函数
150.
table2函数--二维查表
151.
max函数--最大值函数
152.
min函数--求最小值函数
153.
mean函数--平均值计算
154.
median函数--中位数计算
155.
sum函数--求和
156.
prod函数--连乘计算
157.
cumsum函数--累积总和值
158.
cumprod函数--累积连乘
159.
quad函数--一元函数的数值积分
160.
quad8函数--牛顿?康兹法求积分
161.
trapz函数--用梯形法进行数值积分
162.
rat、rats函数--有理数近似求取
163.
dblquad函数--矩形区域二元函数重积分的计算
164.
quad2dggen函数--任意区域上二元函数的数值积分
165.
diff函数--微分函数
166.
int函数--积分函数
167.
roots函数--求多项式的根
168.
poly函数--通过根求原多项式
169.
real函数--还原多项式
170.
dsolve函数--求解常微分方程式
171.
fzero函数--求一元函数的零点
172.
size函数--符号矩阵的维数
173.
compose函数--复合函数运算
174.
colspace函数--返回列空间的基
175.
real函数--求符号复数的实数部分
176.
image函数--求符号复数的虚数部分
177.
symsum函数--符号表达式求和
178.
collect函数--合并同类项
179.
expand函数--符号表达式展开
180.
factor函数--符号因式分解
181.
simplify函数--符号表达式的化简
182.
numden函数--符号表达式的分子与分母
183.
double函数--将符号矩阵转化为浮点型数值
184.
solve函数--代数方程的符号解析解
185.
simple函数--求符号表达式的最简形式
186.
finverse函数--函数的反函数
187.
poly函数--求特征多项式
188.
poly2sym函数--将多项式系数向量转化为带符号变量的多项式
189.
findsym函数--从一符号表达式中或矩阵中找出符号变量
190.
horner函数--嵌套形式的多项式的表达式
191.
limit函数--求极限
192.
diff函数--符号函数导数求解
193.
int函数--符号函数的积分
194.
dsolve函数--常微分方程的符号解
195.
ezplot函数--画符号函数的图形
196.
ezplot3函数--三维曲线图
197.
ezcontour函数--画符号函数的等高线图
198.
ezcontourf函数--用不同颜色填充的等高线图
199.
ezpolar函数--画极坐标图形
200.
ezmesh函数--符号函数的三维网格图
201.
ezmeshc函数--同时画曲面网格图与等高线图
202.
ezsurf函数--三维带颜色的曲面图
203.
ezsurfc函数--同时画出曲面图与等高线图
204.
fourier函数--Fourier积分变换
205.
ifourier函数--逆Fourier积分变换
206.
laplace函数--Laplace变换
207.
ilaplace函数--逆Laplace变换
208.
ztrans函数--求z-变换
209.
iztrans函数--逆z-变换
210.
vpa函数--可变精度算法计算
211.
subs函数--在一符号表达式或矩阵中进行符号替换
212.
taylor函数--符号函数的Taylor级数展开式
213.
jacobian函数--求Jacobian矩阵
214.
jordan函数--Jordan标准形
215.
rsums函数--交互式计算Riemann
216.
latex函数--符号表达式的LaTex的表示式
217.
syms函数--创建多个符号对象的快捷函数
218.
maple函数--调用Maple内核
219.
mfun函数--Maple数学函数的数值计算
220.
mhelp函数--Maple函数帮助
221.
sym2poly函数--将符号多项式转化为数值多项式
222.
ccode函数--符号表达式的C语言代码
223.
fortran函数--符号表达式的Fortran语言代码
224.
binornd函数--二项分布的随机数据的产生
225.
normrnd函数--正态分布的随机数据的产生
226.
random函数--通用函数求各分布的随机数据
227.
pdf函数--通用函数计算概率密度函数值
228.
binopdf函数--二项分布的密度函数
229.
chi2pdf函数--求卡方分布的概率密度函数
230.
ncx2pdf函数--求非中心卡方分布的密度函数
231.
lognpdf函数--对数正态分布
232.
fpdf函数--F分布
233.
ncfpdf函数--求非中心F分布函数
234.
tpdf函数--求T分布
235.
gampdf函数--求Γ分布函数
236.
nbinpdf函数--求负二项分布
237.
exppdf函数--指数分布函数
238.
raylpdf函数--瑞利分布
239.
weibpdf函数--求韦伯分布
240.
normpdf函数--正态分布的概率值
241.
poisspdf函数--泊松分布的概率值
242.
cdf函数--通用函数计算累积概率
243.
binocdf函数--二项分布的累积概率值
244.
normcdf函数--正态分布的累积概率值
245.
icdf函数--计算逆累积分布函数
246.
norminv函数--正态分布逆累积分布函数
247.
sort函数--排序
248.
sortrows函数--按行方式排序
249.
mean函数--计算样本均值
250.
var函数--求样本方差
251.
std函数--求标准差
252.
nanstd函数--忽略NaN计算的标准差
253.
geomean函数--计算几何平均数
254.
mean函数--求算术平均值
255.
nanmean函数--忽略NaN元素计算算术平均值
256.
median函数--计算中位数
257.
nanmedian函数--忽略NaN计算中位数
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
评论列表(0条)