C＋＋Builder 調用Matlab

　　Borland C ＋＋Builder 是一種新穎的可視化編程語言。在工程應用中，我們一般用C ＋＋Builder 語言編寫應用程序，實現交互界面、數據采集和端口操作等，但C ＋＋Builder 在數值處理分析和算法工具等方面，其效率遠遠低于Matlab 語言。在準確方便地繪制數據圖形方面，Matlab 語言更具有無可比擬的優勢。此外，Matlab 還提供功能強大的工具箱。但Matlab 的缺點是不能實現端口操作和實時控制。因此，若能將兩者結合運用，實現優勢互補，將獲得極大的效益。

　　本文結合實際介紹了應用Borland C ＋＋Builder3.0 開發的Windos 應用程序中，對Matlab 的調用方法。

一、C ＋＋Builder 調用Matlab 的實現方案
　　1. 實現思路
　　在高版本的Matlab 中（如Matlab V4.2）提供了DDE 接口，用戶可以通過Windows 的DDE 通信基制實現外部調用。這種實現方式比較簡單，但將增大主程序代碼，影響運行速度。

　　在Windows 系統中，DLL 是一種很特別的可執行文件，可以被多個Windows 應用程序同時訪問，具有固定的共享數據段。該數據段的數據在DLL 被Windows 下載前會一直保留在內存中，因此可以通過DLL 實現用戶程序與Matlab 之間的數據傳輸和函數調用。

　　具體地說，就是利用Matlab 的32 位動態連接庫（DLL），生成相應的可以被C ＋＋Builder 調用的DLL，用來提供二者之間的基本支撐環境。只需在用戶程序中加載該DLL，即可實現其數據段的共享。然后在用戶程序中操作DLL 數據段的數據，并通過某種方式在用戶程序中使Matlab 執行該DLL，就可實現用戶程序對Matlab 的調用。其形式可以是混合編程或函數調用，非常方便而高效。

　　2. 實現方式

　　Matlab 提供了可外部連接的DLL 文件，通過將其轉換為相應的Lib 文件，并加以必要的設置，就可以在C ＋＋Builder 中直接進行Matlab 函數調用，實現C ＋＋Builder 語言與Matlab 語言的混合編程。

　　(1) 運行環境要求

　　由于Matlab 提供的是32 位的DLL。其運行環境要求是Matlab V4.2 或更高版本。C ＋＋Builder 可以進行32 位編程，這里我們采用的是V3.0 版本。

　　(2) C ＋＋Builder 下LIB 文件的生成

　　Matlab 提供的Def 文件允許用戶通過Implib 命令生成相應的Lib 文件。其命令格式為：

　 Implib　???.lib　???.def
　　在< matlab >\extern\include 目錄下，提供了如下三個.Def 文件：

　 _libeng.def，_libmat.def，_libmx.def
　　通過上述命令可以生成相應的三個Lib 文件。這些Lib 文件中包含了可外部調用的Matlab 函數的必要信息。

二、實現計算和繪圖
　　為清楚起見，通過一個簡單的CBuilder 例程進行說明。該實例通過調用Matlab 實現矩陣運算并繪制圖形，來演示C ＋＋Builder 對Matlab 的調用。
　　在C ＋＋Builder 編輯環境中，建立一個新的窗體MyForm，并放置一個按鈕Demo。將工程文件命名為Try.prj，其主函數為try.cpp。在主函數中，我們將使用一個實現Matlab 調用的子函數DemoMatlab，作為按鈕Demo 的響應事件。其源代碼如下：

＃include < vcl.h >
＃pragma hdrstop

＃include "Unit1.h"
＃pragma package(smart_init)
＃pragma resource "＊.dfm"
TMyForm ＊MyForm;

__fastcall TMyForm::TMyForm(TComponent ＊Owner)
　 : TForm(Owner)
{
}

void __fastcall TMyForm::DemoClick(TObject ＊Sender)
{
　 DemoMatlab();　　// 演示Matlab 語言調用
}
　　為了調用Matlab 中的函數，必須進行必要的設置，將包含這些函數的文件加入工程文件Try.prj。以下是操作過程：

在頭文件中加入Engine.h。其包含了啟動Matlab 調用和關閉的函數聲明。
打開Project|Option... 對話框，點擊Directories/Conditionals。
在Include Path 中，加入目錄路徑< matlab >\extern\include，該路徑包含了engine.h 和matlab.h 等有用的頭文件。
在Library Path 中，加入< matlab >\bin 和< matlab >\extern\include。這兩個目錄路徑包含了可外部調用的DLL 和LIB 文件。
點選Project|Add to Project... 對話框，加入如下庫文件：
　 _libeng.lib，_libmat.lib 和_libmx.lib。
　　在進行了這些必要的設置之后，我們就可以選用適當的函數來實現目標。以下是子函數DemoMatlab 的程序代碼。

　　　void DemoMatlab
{
　　 Engine ＊eng;　　// 定義Matlab 引擎
　　 char buffer[200];　// 定義數據緩沖區
　　 int array[6]={1,2,3,4,5,6};
　　 mxArray ＊S = NULL, ＊T = NULL;
　　 engOpen(NULL);　// 打開MATLAB 引擎－－－1

　 　 　S= mxCreateDoubleMatrix(1,6, mxREAL);
// 產生矩陣變量
　　 mxSetName(S, "S");
　　 memcpy((char ＊) mxGetPr(S),(char ＊) array,
　　 6 ＊sizeof(int));
　　 engPutArray(eng, S);　
　　 // 將變量X 置入Matlab 的工作空間
　　 engEvalString(eng, "T = S/S.^2;");　// 計算
　　 engEvalString(eng, "plot(S, T);");　　// 繪制圖形
　　　...... ......
　　 engOutputBuffer(eng, buffer, 200); // 獲取Matlab 輸出
　　　　T = engGetArray(eng, "T");　　　
　　 // 獲得計算結果－－－－2

　　　　engClose(eng);　　　　
　　　 // 關閉Matlab 引擎，結束調用
　　　　mxDestroyArray(S);　　　　　 // 釋放變量
　　　　mxDestroyArray(T);
　　　 }
　　若還需要執行其他功能和任務，那么按照上面介紹的方法，進行變量聲明后，在1、2 處加寫需要的語句即可。

　　當然，使用這種方法調用Matlab 不能脫離Matlab 環境的支撐。但當我們不需要看到Matlab 的命令窗口時，可將其賦予Swhide 屬性而加以隱藏。 　

原文轉自：http://www.kjueaiud.com