小白之matlab c++混合编程

matlab c++混合编程

1. 目的：尝试c++与matlab混合编程，用c++编写关键代码，matlab编译后可以调用，主要用在瓶颈以提高速度。
2. 功能：实现两个矩阵间，成对样本点的欧氏距离计算。
3. 注：在matlab中已经有pdist(),pdist2()函数可以快速的实现相应的功能，这里只做练习。

/************************************************************************//* mex函数：实现c++与matlab混合编程，程序实现成对样本点的欧式距离的平方的计算   *//* 注：为了快速计算，求根操作没有实现，需要在该函数调用后，在MATLAB中进行求根运算*//************************************************************************/#include "mex.h"#define Matrix1(row,col) Matrix1[col*n+row]#define Matrix2(row,col) Matrix2[col*n+row]#define Matrix_out(row,col) Matrix_out[col*m1+row]void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]){    //参数检查    if (nrhs != 2)    {        mexErrMsgTxt("输入参数只能是两个矩阵");    }     if (nlhs > 1)    {        mexErrMsgTxt("输出参数只能为一个矩阵");    }#define INT_1 prhs[0]#define INT_2 prhs[1]#define OUT plhs[0]    double *Matrix1, *Matrix2,*Matrix_out;    int n, m1, m2,ri,ci,rni;    m1 = mxGetN(INT_1);    m2 = mxGetN(INT_2);    n = mxGetM(INT_1);    if (mxGetM(INT_2) != n)    {        mexErrMsgTxt("两个输入矩阵的行数必须相同");    }    Matrix1 = mxGetPr(INT_1);    Matrix2 = mxGetPr(INT_2);    //OUT = mxCreateDoubleMatrix(m1, m2, mxREAL);    OUT  = mxCreateUninitNumericMatrix(m1, m2, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);//创建未初始化的矩阵，可以加速    Matrix_out = mxGetPr(OUT);//距离计算    for (ri=0;ri<m1;ri++)    {        for (ci=0;ci<m2;ci++)        {            double temp = 0;            for (rni = 0; rni < n; rni++)            {            //这里不要用pow(),很慢                double sub = (Matrix1(rni, ri) - Matrix2(rni, ci));                temp += sub * sub;            }//这里没有求根            Matrix_out(ri, ci) = temp;        }    }}

测试：

a=rand(1024,4000);b=rand(5000,1000);ticaa=pdist2(a',a','euclidean');%自带的对距离计算函数，核心调用pdist2mextocticbb=pdistmex(a,'euc',[],[],[]);bb=squareform(bb);%自带的对距离计算函数，核心调用pdist2mextoc% tic% c=DistMatrix(a',b');% toc% tic% cc=mypdist(a,b);% toc% tic% ccc=disPoint(a',b');% tocticaa=pdist2(a',b','euclidean');%自带的对距离计算函数，核心调用pdist2mextoc% aa=pdist(a');%aa是一个向量，包含下三角矩阵的值% aa=squareform(aa);ticbb=pdist2mex(a,b,'euc',[],[],[]);%自带的mex函数速度更快tocticcc=mysecondpdist(a,b);cc=sqrt(cc);%自己的，速度慢，求根运算不在其中toc

效果：速度不如matlab自带的pdist2()函数，大概是其1/5，另外，pdist2()函数的核心是调用经编译的pdist2mex.mexw64文件，路径：D:\Program Files\MATLAB\R2017a\toolbox\stats\stats\private。速度最快。
参考资料：

https://stackoverflow.com/questions/19253405/pairwise-distance-calculation-in-c 优化代码提高速度
http://blog.sciencenet.cn/blog-531885-589056.html matlab中pdist()和pdist2()函数的使用方法
http://www.getreuer.info/ Pascal Getreuer的两本书 Writing Fast MATLAB Code和Writing MATLAB C/MEX Code
http://blog.sciencenet.cn/blog-43777-320103.html mexFunction函数相关