VS2008C#调用MATLAB进行混合编程

VS2008C#调用MATLAB进行混合编程

 

环境要求：XP SP2及以上、MATLAB2007a及以上、Visual Studio 2005及以上

本次个人实践的环境如下：

编程环境：Visual Studio 2008 C#.NET 、MATLAB R2009a

操作系统：Windows7 Ultimate

 

具体操作及图解如下：

1.首先搞清你想干什么，然后在matlab里面尽情的展示你的才华（当然你也可以在VS里面尽情展示，如果这样，那可以不必浪费您宝贵的时间了，我们在这儿是一定要进行混合编程的，废话不说了，下面开始正题！）

 

2.配置Matlab的C++编译环境：

在Matlab命令窗口中输入：mbuild -setup，如下所示（其中红色部分是自己输入的，蓝色部分是为了说明安装的，其他是自动生成的）：

 

>> mbuild -setup

Please choose your compiler for building standalone MATLAB applications: 

 

Would you like mbuild to locate installed compilers [y]/n? n

（询问你是否定位到本机已经安装的编译器上，这里输入：n，表示不定位；）

 

Select a compiler: 

[1] Lcc-win32 C 2.4.1 

[2] Microsoft Visual C++ 6.0 

[3] Microsoft Visual C++ .NET 2003 

[4] Microsoft Visual C++ 2005 SP1 

[5] Microsoft Visual C++ 2008 Express 

[6] Microsoft Visual C++ 2008 SP1 

 

[0] None 

 

Compiler: 6

（选择Microsoft Visual C++ 2008 SP1，如果在你的电脑上安装的是其他版本的VS，那么就选择自己有的那个版本即可）

 

The default location for Microsoft Visual C++ 2008 SP1 compilers is C:/Program Files/Microsoft Visual Studio 9.0, 

but that directory does not exist on this machine.  

 

Use C:/Program Files/Microsoft Visual Studio 9.0 anyway [y]/n? n

（是否将Vs2008安装到默认的安装目录下，这里选择n，以便处理没安装到这里的情况）

Please enter the location of your compiler: [C:/Program Files/Microsoft Visual Studio 9.0] C:/Program Files/Microsoft Visual Studio 9.0

（因为我个人是安装到默认目录下的，所以在这里输入默认安装目录，如果你不是这样，你就输入你安装目录即可）

 

Please verify your choices: 

 

Compiler: Microsoft Visual C++ 2008 SP1  

Location: C:/Program Files/Microsoft Visual Studio 9.0 

 

Are these correct [y]/n? y

 （确认上面的选择是否正确，正确则选择y，否则n）

**************************************************************************** 

  Warning: Applications/components generated using Microsoft Visual Studio   

           2008 require that the Microsoft Visual Studio 2008 run-time       

           libraries be available on the computer used for deployment.       

           To redistribute your applications/components, be sure that the    

           deployment machine has these run-time libraries.                  

**************************************************************************** 

 

Trying to update options file: 

C:/Users/administrator/AppData/Roaming/MathWorks/MATLAB/ R2009a/ compopts.bat 

From template: 

    D:/PROGRA~1/MATLAB/R2009a/bin/win32/mbuildopts/msvc90compp.bat 

 

Done . . . 

 

当我们看到Done的时候，即表明配置工作顺利完成！

下面可以开始进行m函数的编写工作了。

 

3.编制将要调用的m函数（Matlab中）

这里我们为了示意整个混合编程的完整过程，仅编写了一个简单的矩阵相乘的实例，然后在VS中调用它来完成一个简单的运算：

下面是在matlab中编制的m函数文件的内容：multiply.m

function [z]=multiply(a,b)

   z=a*b;

 

4.将m函数编译成.NET组件（Matlab中）

在Matlab命令窗口中输入：

>> deploytool

弹出的对话框如下：

我们依次点击File——New Deployment Project；

在弹出的对话框中，按照如下设置（选择MATLAB Mbuilder NE——.NET Component）：

在下面的name框和location框中输入你自己的选择。

点击OK，在弹出的框中依次选择Project——Add File，如下图：

然后选择刚才我们编辑好的multiply.m文件，选择好后如下图：

 

接下来，可以开始编译m函数文件了，如图，依次选择Tools——Build：

到这里，我们就可以开始一段时间的休息，等着Matlab进行m函数文件的编译，在Deployment Tool Output框中显示如下：

 

Build output( 2010-07-21 22:57:30).

mcc -F 'E:/MatlabWork/multiply.prj'

mcc -W 'dotnet:multiply,Multiply,0.0,private' -d 'E:/MatlabWork/multiply/src' -T 'link:lib' -v 'class{Multiply:E:/MatlabWork/multiply.m}'  

Compiler version: 4.10 (R2009a)  

Processing include files... 

2 item(s) added. 

Processing directories installed with MCR... 

The file E:/MatlabWork/multiply/src/mccExcludedFiles.log contains a list of functions excluded from the CTF archive. 

2 item(s) added. 

Generating MATLAB path for the compiled application... 

Created 40 path items. 

Begin validation of MEX files: Wed Jul 21 22:58:43 2010  

End validation of MEX files: Wed Jul 21 22:58:43 2010  

Parsing file "E:/MatlabWork/multiply.m" 

    (Referenced from: "Compiler Command Line").  

Parsing file "d:/Program Files/MATLAB/R2009a/toolbox/compiler/deploy/deployprint.m" 

    (Referenced from: "Compiler Command Line").  

Parsing file "d:/Program Files/MATLAB/R2009a/toolbox/compiler/deploy/printdlg.m" 

    (Referenced from: "Compiler Command Line").  

Deleting 0 temporary MEX authorization files.  

Generating file "E:/MatlabWork/multiply/src/Multiply.cs".  

Generating file "E:/MatlabWork/multiply/src/MultiplyNative.cs".  

Generating file "E:/MatlabWork/multiply/src/readme.txt".  

Generating file "E:/MatlabWork/multiply/src/dotnet_mcc_component_data.cs".  

Executing command: C:/Windows/Microsoft.NET/Framework/v2.0.50727/csc.exe /nologo /optimize /doc:"E:/MatlabWork/multiply/src/multiply.xml" /t:library /r:"d:/Program Files/MATLAB/R2009a/toolbox/dotnetbuilder/bin/win32/v2.0/MWArray.dll" /resource:"E:/MatlabWork/multiply/src/multiply.ctf" /out:"E:/MatlabWork/multiply/src/multiply.dll" "E:/MatlabWork/multiply/src/Multiply.cs" "E:/MatlabWork/multiply/src/dotnet_mcc_component_data.cs"  

Executing command: C:/Windows/Microsoft.NET/Framework/v2.0.50727/csc.exe /nologo /optimize /doc:"E:/MatlabWork/multiply/src/multiplyNative.xml" /t:library /r:"d:/Program Files/MATLAB/R2009a/toolbox/dotnetbuilder/bin/win32/v2.0/MWArray.dll" /resource:"E:/MatlabWork/multiply/src/multiply.ctf" /out:"E:/MatlabWork/multiply/src/multiplyNative.dll" "E:/MatlabWork/multiply/src/MultiplyNative.cs" "E:/MatlabWork/multiply/src/dotnet_mcc_component_data.cs"  

Copying: E:/MatlabWork/multiply/src/multiply.dll -> E:/MatlabWork/multiply/distrib

Copying: E:/MatlabWork/multiply/src/multiplyNative.dll -> E:/MatlabWork/multiply/distrib

Copying: E:/MatlabWork/multiply/src/readme.txt -> E:/MatlabWork/multiply/distrib

Compilation completed successfully. The output is located in E:/MatlabWork/multiply/distrib.

You can package the component by clicking on the "Package" icon in the Deployment Tool toolbar, or by clicking the Tools->Package menu when the Deployment Tool panel is selected. To include additional files in the package, click Project->Settings).

到这里就完成了m函数文件的编译，我们接下来要介绍怎么在VS C#中调用我们编译好的动态连接库（dll）文件，在我们m函数文件的目录下，有一个同名的文件夹，里面的distrib文件夹下有一个multiply.dll文件，这就是我们在接下来的步骤里面需要用到的dll文件。

 

5.VS2008C#中调用编译好的dll文件

首先在VS中新建一个控制台应用程序，然后必须做的两件重要事情如下：

（1）添加引用（添加上一步生成的multiply.dll文件）

（2）添加引用（MWArray.dll）

这个dll文件位于你安装Matlab的文件夹下，具体的路径请各位参照下面我个人的路径

D:/Program Files/MATLAB/R2009a/toolbox/dotnetbuilder/bin/win32/v2.0

MWArray.dll是matlab提供的一个.net类库，里面主要定义了一种矩阵格式的数据形式。

 

（3）在命名空间中加入：

using MathWorks.MATLAB.NET.Arrays;

using MathWorks.MATLAB.NET.Utility;

using multiply;

（4）下面是我的测试程序的源代码：

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using MathWorks.MATLAB.NET.Arrays;

using MathWorks.MATLAB.NET.Utility;

using multiply;

 

namespace ConsoleApplication1

{

    class Program

    {

        static void Main(string[] args)

        {

            MWNumericArray aa = new double[2, 2] { { 1, 2 }, { 3, 4 } };

            MWNumericArray bb = new double[2, 2] { { 1, 2 }, { 3, 4 } };

            MWArray cc;

 

                multiply.Multiply mulob = new multiply.Multiply();//引用dll，初始化一个对象，以便调用其函数

            cc = mulob.multiply(aa,bb);//调用函数

            Console.WriteLine(cc);

              Console.ReadLine();

        }

    }

}

（5）最终的结果如下图：

 

6.实验总结：

经过本次混合编程，完全就C#调用Matlab进行了一次完整的演示，其中问题还有很多：比如：（1）仅对将m函数编译成.NET组件进行了实验，未对COM组件进行；

 （2）具体的关于C#和Matlab进行矩阵交换数据的方法和内容没有具体讲解，大家可以参考其他混合编程关于矩阵运算的实例；

 （3）C#调用Matlab混合编程效率，实在是不敢恭维，小测了一把，本程序需要花费至少3s，等待过程难耐，希望以后各位能在运行效率上下功夫；

 （4）仅完成了调用m函数功能，不能执行单个的脚本命令，这一点在初步的研究后，得出可以使用Matlab Engine来执行单个的脚本命令；

 （5）C#调用Matlab混合编程，在已经安装好运行环境的电脑上能一蹴而就，但是在其他人的机子上使用程序时，则需要另外附加安装.netframwork与MCR，这一点请各位一定要注意（并不是一次编译，多台机子都能立即运行），我个人的理解：混合编程的优势在于快速测试，而不在于效率和商用；

 

这是鄙人初次写作博客，这篇博客也是一个初学者的首演，希望大家多提建议，我们共同将这种方法完善！谢谢！