Matlab 执行engEvalString命令介绍

MATLAB与VC混合编程指导书


在调用 Matlab 引擎之前，首先应在相关文件中加入一行： #include "enging.h" ，该文件包含了引擎 API 函数的说明和所需数据结构的定义。可以在 VC 中调用的引擎函数分别如下：


1、引擎的打开和关闭


　　engOpen －打开 Matlab engine


　　函数声明：


Engine *engOpen(const char *startcmd);


参数 startcmd 是用来启动 Matlab 引擎的字符串参数，在 Windows 操作系统中只能为 NULL 。


函数返回值是一个 Engine 类型的指针，它是在 engine.h 中定义的 engine 数据结构。


EngClose －关闭 Matlab 引擎 
　　函数声明：


int engClose(Engine *ep);


参数 ep 代表要被关闭的引擎指针。


函数返回值为 0 表示关闭成功，返回 1 表示发生错误。


例如，通常用来打开 / 关闭 Matlab 引擎的代码如下：


Engine *ep; // 定义 Matlab 引擎指针。 
if (!(ep=engOpen(NULL))) // 测试是否启动 Matlab 引擎成功。 
{
MessageBox("Can't start Matlab engine!" );
exit(1);
}
. …………
engClose(ep); // 关闭 Matlab 引擎。


2、 向 Matlab 发送命令字符串


　　engEvalString －发送命令让 Matlab 执行。 
　　函数声明：


int engEvalString(Engine *ep, Const char *string);


　　参数 ep 为函数 engOpen 返回的引擎指针，字符串 string 为要 matlab 执行的命令。 
　　函数返回值为 0 表示成功执行，返回 1 说明执行失败（如命令不能被 Matlab 正确解释或 Matlab 引擎已经关闭了）。 
3、 获取 Matlab 命令窗口的输出 
　　要在 VC 中获得函数 engEvalString 发送的命令字符串被 Matlab 执行后在 matlab 窗口中的输出，可以调用 engOUtputBuffer 函数。 
　　函数声明：


int engOutputBuffer(Engine *ep, char *p, int n);


　　参数 ep 为 Matlab 引擎指针， p 为用来保存输出结构的缓冲区， n 为最大保存的字符个数，通常就是缓冲区 p 的大小。该函数执行后，接下来的 engEvalString 函数所引起的命令行输出结果会在缓冲区 p 中保存。如果要停止保存，只需调用代码：engOutputBuffer(ep, NULL, 0) 。 
4、读写 Matlab 数据 
　　从 Matlab 引擎工作空间中获取变量。


mxArray *engGetVariable(Engine *ep, const char *name);


　　参数 ep 为打开的 Matlab 引擎指针， name 为以字符串形式指定的数组名。 
　　函数返回值是指向name 数组的指针，类型为mxArray* （ mxArray 数据类型在本文后面详细简介）。 
　　向 Matlab 引擎工作空间写入变量。


int engPutVariable(Engine *ep, const char *name, const mxArray *mp);


　　参数 ep 为打开的 Matlab 引擎指针， mp 为指向被写入变量的指针， name 为变量写入后在 Matlab 引擎工作空间中的变量名。 
函数返回值为 0 表示写入变量成功，返回值为 1 表示发生错误。 
5、 调用引擎时显示 / 隐藏 Matlab 主窗口 
　　默认情况下，以engine 方式调用 Matlab 的时候，会打开 Matlab 主窗口，可在其中随意操作。但有时也会干扰应用程序的运行，可用以下设置是否显示该窗口。


int engSetVisible(Engine *ep, bool value);


　　参数 ep 为打开的 Matlab 引擎指针， value 为是否显示的标志，取值 true （或 1 ）表示显示 Matlab 窗口，取值 false （或 0 ）表示隐藏 Matlab 窗口。 
　　函数返回值为 0 表示设置成功，为 1 表示有错误发生。 
　　要获得当前 Matlab 窗口的显示 / 隐藏情况，可以调用函数：


int engGetVisible(Engine *ep, bool *value);


参数 ep 为打开的 Matlab 引擎指针， Value 为用来保存显示 / 隐藏情况的变量（采用指针方式传递）。 
　　函数返回值为 0 表示获取成功，为 1 表示有错误发生。




、数据类型 mxArray 的操作 
　　在上面的 Matlab 引擎函数中，所有与变量有关的数据类型都是 mxArray 类型。数据结构 mxArray 以及大量的 mx 开头的函数，广泛用于 Matlab 引擎程序和 Matlab C 数学库中。 mxArray 是一种很复杂的数据结构，与 Matlab 中的 array 相对应，我们只需熟悉 Matlab 的 array 类型和几个常用的 mxArray 函数即可。 
　　在 VC 中，所有和 Matlab 的数据交互都是通过 mxArray 来实现的，在使用 mxArray 类型的程序中，应包含头文件 matrix.h ，不过在引擎程序中，一般会包含头文件 engine.h ，该文件里面已经包含了 matrix.h ，因此无需重复包含。 
　　 6.1 创建和清除 mxArray 型数据 
　　 Matlab 有很多种变量类型，对应于每种类型，基本上都有一个函数用于创建，但它们都有相同的数据结构，就是 mxArray 。 
　　数组的建立采用mxCreatexxx 形式的函数，例如新建一个double 类型数组，可用函数mxCreateDoubleMatrix ，函数形式如下：


mxArray *mxCreateDoubleMatrix(int m, int n, mxComplexity ComplexFlag);


　　参数 m 和 n 为矩阵的函数和列数。 ComplexFlag 为常数，用来区分矩阵中元素是实数还是复数，取值分别为 mxREAL 和 mxCOMPLEX 。 
　　例如，创建一个 3 行 5 列的二维实数数组，可用如下语句：


mxArray *T = mxCreateDoubleMatrix(3, 5, mxREAL);




　　对应的，要删除一个数组mxDestroyArray ，该函数声明如下：


void mxDestroyArray(mxArray *array_ptr);


　　参数 array_ptr 为要删除的数组指针。 
　　例如，要删除上面创建的数组 T ，可用如下语句：


mxDestroyArray(T);


　　类似的创建函数还有：


mxArray *mxCreateString(const char *str);


　　创建一个字符串类型并初始化为 str 字符串。 
　　一般的在 VC 与 Matlab 交互中，以上两种类型就够了，其它类型数组的创建这里不再介绍。 
　　 6.2 管理 mxArray 数据类型 
　  　6.2.1管理 mxArray 数据大小 
　　要获得 mxArray 数组每一维上元素的个数，可以用 mxGetM 和 mxGetN 函数。其中 mxGetM 用来获得数组第一维的元素个数，对于矩阵来说就是行数。


int mxGetM(const mxArray *array_ptr); // 返回 array_ptr 对应数组第一维的元素个数（行数） 
int mxGetN(const mxArray *array_ptr); // 返回 array_ptr 对应数组其它维的元素个数，对于矩阵来说是列数。对于多维数组来说是从第 2 维到最后一维的各维元素个数的乘积。


　　要获得某一特定维的元素个数，则要用函数：


const int *mxGetDimensions(const mxArray *array_ptr);


　　该函数返回array_ptr 各维的元素个数保存在一个int 数组中返回。对于常用的矩阵来说，用 mxGetM 和 mxGetN 两个函数就可以了。 
　　另外还可以通过mxGetNumberOfDimensions 来获得数组的总的维数，用 mxSetM 、 mxSetN 设置矩阵的行数和列数，函数说明如下：


int mxGetNumberOfDimensions(const mxArray *array_ptr); // 返回数组的维数 
void mxSetM(mxArray *array_ptr, int m); // 设置数组为 m 行 
void mxSetN(mxArray *array_ptr, int n); // 设置数组为 n 列


　　 6.2.2 判断 mxArray 数组类型 
　　在对 mxArray 类型的变量进行操作之前，可以验证以下其中的数组的数据类型，比如是否为double 数组、整数、字符串、逻辑值等，以及是否为某种结构、类、或者是特殊类型，比如是否为空数组，是否为 inf 、 NaN 等。常见的判断函数有：


bool mxIsDouble(const mxArray *array_ptr);
bool mxIsComplex(const mxArray *array_ptr);
bool mxIsChar(const mxArray *array_ptr);
bool mxIsEmpty(const mxArray *array_ptr);
bool mxIsInf(double value);
…… ……


　　这些函数比较简单，意义自明，不再解释。 
　　 6.2.3 管理 mxArray 数组的数据 
　　对于常用的 double 类型的数组，可以用mxGetPr 和 mxGetPi 两个函数分别获得其实部和虚部的数据指针，这两个函数的声明如下：


double *mxGetPr(const mxArray *array_ptr); // 返回数组 array_ptr 的实部指针 
double *mxGetPi(const mxArray *array_ptr); // 返回数组 array_ptr 的虚部指针


这样，就可以通过获得的指针对 mxArray 类型的数组中的数据进行读写操作。例如可以用函数 engGetVariable 从 Matlab 工作空间读入 mxArray 类型的数组，然后用 mxGetPr 和 mxGetPi 获得数据指针，对并其中的数据进行处理，最后调用 engPutVariable 函数将修改后的数组重新写入到 Matlab 工作空间。


小结


本文详细的介绍了 Matlab 引擎使用方法并演示了一个简单的利用 VC 调用 Matlab 画图的程序实例。大多数时候，程序员可以利用 Matlab 强大的数据读写、显示能力和 VC 编程的高效率。例如，在 Matlab 中要读入一幅任意格式的图像均只需一条命令i=imread('test.jp'); 图像数据矩阵便存放在了二维数组 i 中，可以通过 VC 读入该数组进行相关处理再调用 Matlab 显示，这种混合编程方式能大大提高工作效率。


当然，利用 VC 编译的 Matlab 引擎程序，运行环境中还必须 Matlab 的支持，如果要编译完全脱离 Matlab 的程序，可采用其它方式，如利用第三方 Matcom 程序编译独立的可执行程序等。