在.NET中应用MATLAB算法

 

在.NET中应用MATLAB算法

在科学研究和工程应用中，往往要进行大量的数学计算，其中包括矩阵运算。这些运算一般来说难以用手工精确和快捷地进行，而要借助计算机编制相应的程序做近似计算。目前流行用Basic、Fortran和c语言编制计算程序, 既需要对有关算法有深刻的了解，还需要熟练地掌握所用语言的语法及编程技巧。对多数科学工作者而言，同时具备这两方面技能有一定困难。通常，编制程序也是繁杂的，不仅消耗人力与物力,而且影响工作进程和效率。为克服上述困难，美国Mathwork公司于1967年推出了“Matrix Laboratory”（缩写为MATLAB）软件包，并不断更新和扩充。目前最新的6.x版本（windows环境）是一种功能强、效率高便于进行科学和工程计算的交互式软件包。其中包括：一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模和系统控制和优化等应用程序，并集应用程序和图形于一便于使用的集成环境中。在此环境下所解问题的MATLAB语言表述形式和其数学表达形式相同，不需要按传统的方法编程。不过，MATLAB作为一种新的计算机语言，要想运用自如，充分发挥它的威力，也需先系统地学习它。但由于使用MATLAB编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不象学习其它高级语言--如Basic、Fortran和C等那延谡莆铡Ｊ导っ鳎憧稍诩甘种拥氖奔淠谘Щ酠ATLAB的基础知识，在短短几个小时的使用中就能初步掌握它.从而使你能够进行高效率和富有创造性的计算。 MATLAB大大降低了对使用者的数学基础和计算机语言知识的要求，而且编程效率和计算效率极高，还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝，所以它的确为一高效的科研助手。自推出后即风行美国，流传世界。

MATLAB算法是一个优秀的算法，我们在软件开发过程中，尤其是数据库开发方面，要进行数据汇总、统计分析、然后根据汇总的数据产生图表（包括柱图、饼图、四分图、雷达图等），这种需求甚为普遍。

由于MATLAB算法具有强大的计算处理功能，所以在许多软件中已经用到它，比如作个销售预测，前提是基于以往的销售数据，可以用MATLAB算法对以往的销售数据进行处理（如函数、矩阵的一系列运算，或者采用一些运筹学的知识进行数据处理），再由MATLAB算法产生出相关数据的精美图形输出，得到一个具有科学理论依据的方案，把我们的管理思想融合到了计算机程序设计中，使软件解决方案不是简单的电算化工具，而是一个综合许多学科的智慧的结晶！

微软的.NET开发工具，结合数据库SQL SERVER，是开发数据库应用的最佳选择！我们可以把SQL SERVER里的数据用MATLAB算法进行处理，还可以将自己写的算法包装成COM，在.NET中引用就可以了。在使用的MATLAB算法时，图形输出的功能往往被人忽略，下面的例子，就是采用的MATLAB出的图形

 

首先在.NET中，引用matlab 的对象库(Matlab Application(version 6.5) Type Library)，笔者采用的是MATLAB 6.5 版本，然后在窗体上加一个图片框PictureBox1，用于显示图片；

一个Button1用于调用MATLAB，并加载图形。

 

代码：

    Dim strMatLab As String    '定义matlab语句字符串

    ' 显示正弦图

    Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click

        Dim MatLab As Object

        '建立matlab应用

        MatLab = CreateObject("matlab.application")

        '最小化matlab命令窗口

        MatLab.MinimizeCommandWindow()

        'matlab语句

        strMatLab = "t=2:0.2:4*pi;y=sin(t);plot(t,y)"

        '执行matlab算法

        matlab.Execute(strMatLab)

        '生成一个JPG的图形c:/Test1.jpg

        matlab.Execute("print( gcf, '-djpeg', 'c:/Test1')")

        '退出matlab,释放资源

        matlab.Quit()

        MatLab = Nothing

        '显示在图片框

        PictureBox1.Image = New Bitmap("c:/Test1.jpg")

End Sub

 

    ' 显示饼图

    Private Sub Button2_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button2.Click

        Dim matlab As Object

        matlab = CreateObject("matlab.application")

        strMatLab = "sale=[100 400 150 250 500];pie3(sale,[0 0 1 0 0],{'公司A','公司B','公司C','公司D','公司E'})"

        matlab.Execute(strMatLab)

        matlab.Execute("print( gcf, '-djpeg', 'c:/Test2')")

        matlab.Quit()

        matlab = Nothing

        PictureBox1.Image = New Bitmap("c:/Test2.jpg")

    End Sub

 

    ' 显示三维螺旋线图

    Private Sub Button3_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button3.Click

        Dim matlab As Object

        matlab = CreateObject("matlab.application")

        strMatLab = "t=0:0.2:4*pi;plot3(sin(t),cos(t),t)"

        matlab.Execute(strMatLab)

        matlab.Execute("print( gcf, '-djpeg', 'c:/Test3')")

        matlab.Quit()

        matlab = Nothing

        PictureBox1.Image = New Bitmap("c:/Test3.jpg")

End Sub

 

    ' 显示立体波浪图

    Private Sub Button5_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button5.Click

        Dim matlab As Object

        matlab = CreateObject("matlab.application")

        strMatLab = "[X,Y,Z] = peaks(20);surfc(X,Y,Z);colormap hsv;axis ([-2 4 -6 8 -10 6])"

        matlab.Execute(strMatLab)

        matlab.Execute("print( gcf, '-djpeg', 'c:/Test5')")

        matlab.Quit()

        matlab = Nothing

        PictureBox1.Image = New Bitmap("c:/Test5.jpg")

    End Sub

 

    Private Sub Form1_Load(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles MyBase.Load

        PictureBox1.SizeMode = PictureBoxSizeMode.StretchImage

End Sub

 

 

运行结果的图片显示：

以下是MATLAB中产生的图片

 

 

总结：一般情况下，我们将自己的算法在MATLAB中生成dll，供VB.NET调用此算法，输入一组数据，输出一系列数据，而且MATLAB算法比较简单，一个命令就完成了许多功能，大大提高了开发效率！

 

参考：

BBS水木清华站∶精华区 MATLAB算法 教程

http://matlabspace.myrice.com/matlab/smth.matlab/00000031/index.htm

 

 

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