VC++與MATLAB接口編程方法與實(shí)現(xiàn)

1、VC+與MATLAB接口編程方法與實(shí)現(xiàn)摘要本文簡(jiǎn)介了V+和ATLAB特點(diǎn)，討論了ATLAB與V+接口編程的三種方法，并詳細(xì)闡述了和組件接口編程的方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。研究說(shuō)明：采用V+和ATLAB接口編程方法降低了編程難度，較好地發(fā)揮了兩者各自的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞ATLAB；V+；接口編程ATLAB是美國(guó)athrks公司研制開(kāi)發(fā)的一種科學(xué)計(jì)算軟件，它將高性能的數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算和可視化集成在一起，并提供了大量的內(nèi)置函數(shù)以及功能豐富的工具箱，使用方便，編程效率高。然而，ATLAB是一種解釋性語(yǔ)言，運(yùn)行效率低，不合適作為通用的編程平臺(tái)。V+是irsft公司推出的一個(gè)基于inds平臺(tái)的可視化的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，在運(yùn)

2、行速度、功能性以及應(yīng)用程序界面開(kāi)發(fā)方面功能強(qiáng)大，但在數(shù)值計(jì)算和圖形繪制方面，V+并不具備太多優(yōu)勢(shì)。因此，采用ATLAB進(jìn)展核心程序的開(kāi)發(fā)，用V+制作出友好的程序界面，然后將兩者結(jié)合起來(lái)，可以較大地進(jìn)步編程效率。1.1ATLAB引擎方式ATLAB引擎采用客戶(hù)機(jī)/效勞器(lient/Server)的方式，提供了一組ATABAPI函數(shù)，通過(guò)調(diào)用這些函數(shù)實(shí)現(xiàn)以用程序進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)傳遞。在運(yùn)用中，讓V+程序作為前端客戶(hù)機(jī)，它向ATLAB引擎?zhèn)鬟f命令和數(shù)據(jù)，并從ATLAB引擎承受數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)通訊。1.2ATLAB編譯器是ATLAB中經(jīng)過(guò)優(yōu)化的編譯器。使用，用戶(hù)可以將ATLAB數(shù)學(xué)庫(kù)、圖形庫(kù)和界面的A

3、TLAB程序轉(zhuǎn)化為獨(dú)立于ATLAB的EXE應(yīng)用程序和DLL動(dòng)態(tài)連接庫(kù)，在V中編寫(xiě)程序界面并加載調(diào)用動(dòng)態(tài)連接庫(kù)，實(shí)現(xiàn)兩者之間的連接。1.3組件組件對(duì)象模型簡(jiǎn)稱(chēng)R是以組件為發(fā)布單元的對(duì)象模型。它提供一種可以共享二進(jìn)制代碼的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，允許任何符合標(biāo)準(zhǔn)的程序訪(fǎng)問(wèn)，所以作為不同語(yǔ)言之間的協(xié)作開(kāi)發(fā)是非常方便的。ATLAB的編譯器是在ATLAB6.5中才開(kāi)場(chǎng)提供的一個(gè)新工具，從ATLAB7.0起，這個(gè)產(chǎn)品改名為ATLABBuilderfr?；诘幕旌暇幊谭椒ㄒ彩莂thrks公司推薦使用的方法。以上三種方法中，采用ATLAB引擎方式，應(yīng)用程序整體性能好，ATLAB引擎支持功能全面，但需要ATLAB后臺(tái)運(yùn)行，不

4、能脫離ALAB環(huán)境。而方法和組件方法均可以脫離ATLAB環(huán)境，應(yīng)用程序運(yùn)行效率高，利于軟件的開(kāi)發(fā)，本文將重點(diǎn)闡述和組件方法。2.1ATLAB與V+接口配置采用方法需要對(duì)ATLAB和V+接口設(shè)置，配置步驟如下：1)ATLAB編譯器配置首先在ATLAB命令提示符下輸入build-setup命令，選擇編譯器，(需要注意的是必須確保計(jì)算機(jī)上已經(jīng)安裝了某個(gè)版本的V+，本文選擇visual+6.0)完成編譯器設(shè)置。2)V+環(huán)境設(shè)置(1)設(shè)定頭文件和庫(kù)文件途徑。在V+環(huán)境菜單欄中選擇Tls-ptins-Diretries，在“Shdiretriesfr欄中首先選擇Inludefiles，然后在“diretr

5、ies中將atlab7.0安裝目ExternLibin32irsftSV+60添加進(jìn)去。再次在“Shdiretriesfr欄中選擇Librarysfiles，再在“diretries中添加atlab7.0安裝目錄ExternInlude。(2)設(shè)置編譯連接選項(xiàng)。在V+環(huán)境菜單欄中選擇Prjet-setting，然后選擇link選項(xiàng)卡，在bjet/librarydules欄中添加lrrt.liblibtest.lib；選擇General選項(xiàng)卡，在irsftFundatinlasses欄中選擇UseFinaSharedLibrary。2.2實(shí)例演示完成ATLAB和V+的接口設(shè)置以后，就可以實(shí)現(xiàn)AT

6、LAB和V+的接口編程，詳細(xì)步驟如下：1)編寫(xiě)函數(shù)文件“ypasal.funtin=ypasal(n)=pasal(n)；=；例如函數(shù)文件的作用是生成一個(gè)n階的帕斯卡矩陣并返回，Pasal矩陣特點(diǎn)：第一行和第一列的元素均為1，其他位置的元素是前方的元素和上方的元素之和。需要注意的是：由于ATLAB中矩陣存儲(chǔ)方式是以矩陣的列為先，也就是數(shù)據(jù)從第一列開(kāi)場(chǎng)逐列存儲(chǔ)的，而/+中矩陣那么是以第一行開(kāi)場(chǎng)逐漸存儲(chǔ)的，因此在函數(shù)的最后一行對(duì)返回矩陣取轉(zhuǎn)置運(yùn)算，等效于使得計(jì)算得到的矩陣數(shù)據(jù)以行形式存儲(chǔ)。2)編譯文件在ATLAB命令行輸入-Bsharedlib：libtestypasal.-v命令(或-lib：l

7、ibtest-Tlink：libypasal.)將文件編譯成共享動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件。命令執(zhí)行完畢后，在當(dāng)前目錄中生成頭文件(libtest.h)、引入庫(kù)文件(libtest.lib)、tf(libtest.tf)文件、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件(libtest.dll)、源文件(libtest.)等8個(gè)文件。3)創(chuàng)立工程對(duì)話(huà)框運(yùn)行visual+創(chuàng)立一個(gè)對(duì)話(huà)框工程，取名為test，承受所有默認(rèn)的設(shè)置。去掉對(duì)話(huà)框上的靜態(tài)文本和按鈕，增加一個(gè)按鈕、一個(gè)靜態(tài)文本框、編輯框以及一個(gè)Listntrl，鼠標(biāo)右鍵單擊Listntrl，選擇Prperties，把Vie改成Reprt，對(duì)話(huà)框界面如圖1所示。給Listntrl控件

8、添加listtrl類(lèi)的對(duì)象_List，給編輯框關(guān)聯(lián)一個(gè)整型成員變量_size，給按鈕增加一個(gè)消息響應(yīng)函數(shù)。圖14)添加編譯文件到工程將編譯生成的“l(fā)ibtest.h、“l(fā)ibtest.dll、“l(fā)ibtest.lib，“l(fā)ibtest.tf四個(gè)文件復(fù)制到工程目錄，將libtest.h參加工程，并在對(duì)話(huà)框程序文件“testDlg.pp中添加頭文件“l(fā)ibtest.h。5)V+中調(diào)用動(dòng)態(tài)連接庫(kù)在nInitDialg()函數(shù)中添加初始化libtest.dll進(jìn)程的碼：BLTestDlg：nInitDialg()Dialg：nInitDialg()；/TD：Addextrainitializatinh

9、ereif(!lInitializeAppliatin(NULL，0)AfxessageBx(不能初始化程序！)；exit(1)；if(!libtestInitialize()AfxessageBx(不能初始化連接庫(kù)！)；exit(1)；returnTRUE；/returnTRUEunlessyusetthefustantrl在vidTestDlg：nreatebutt()函數(shù)中添加以下代碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)ypasal.的調(diào)用，并將計(jì)算結(jié)果顯示在對(duì)話(huà)框界面中。vidTestDlg：nreatebutt()/TD：AddyurntrlntifiatinhandlerdehereUpdateData(TR

10、UE)；dubledata；data=duble(_size)；xArray*size；/輸入?yún)?shù)xArray*ut=NULL；/輸出參數(shù)/創(chuàng)立xArray數(shù)據(jù)對(duì)象，雙精度標(biāo)量size=xreateDubleSalar(data)；/內(nèi)存復(fù)制賦值epy(xGetPr(size)，data，1*sizef(duble)；lfypasal(1，ut，size)；/函數(shù)調(diào)用/結(jié)果數(shù)據(jù)顯示Stringstrtext；inti，j；/去除已顯示的數(shù)據(jù)_List.DeleteAllItes()；intnlun=_List.GetHeadertrl()-GetIteunt()；fr(i=0；inlun；i+

11、)_List.Deletelun(0)；/設(shè)置標(biāo)題欄_List.Insertlun(0，)；/附空值_List.Setlunidth(0，60)；/設(shè)置每欄寬度f(wàn)r(i=0；i_size；i+)strtext.Frat(lun%d，i+1)；_List.Insertlun(i+1，strtext)；_List.Setlunidth(i+1，60)；/顯示結(jié)果數(shù)據(jù)fr(i=0；i_size；i+)strtext.Frat(R%d，i+1)；_List.InsertIte(i+1，strtext)；fr(j=0；j_size；j+)strtext.Frat(%.f，*(xGetPr(ut)+i*_

12、size+j)；_List.SetIteText(i，j+1，strtext)；xDestryArray(size)；/數(shù)據(jù)內(nèi)存釋放xDestryArray(ut)；利用lassizard為對(duì)話(huà)框添加nDestry()函數(shù)，并添加以下代碼：vidTestDlg：nDestry()Dialg：nDestry()；/TD：AddyuressagehandlerdeherlibtestTerinate()；/終止進(jìn)程lTerinateAppliatin()；/終止R在V+中編譯、運(yùn)行結(jié)果如圖2所示，與在ATLAB中運(yùn)行文件的結(jié)果一樣。圖26)獨(dú)立應(yīng)用程序的發(fā)布發(fā)布獨(dú)立的應(yīng)用程序時(shí)，需要拷貝以下幾個(gè)文

13、件到目的機(jī)器上：RInstaller.exe，這個(gè)文件位于atlab7.0安裝目錄tl-bxpilerdeplyin32目錄之下，應(yīng)用程序運(yùn)行前要先點(diǎn)擊運(yùn)行RInstaller.exe文件，按照提示步驟安裝好R，然后將工程文件的可執(zhí)行程序(.exe)、共享庫(kù)(.dll)以及其對(duì)應(yīng)的tf文件復(fù)制到目的計(jì)算機(jī)即可獨(dú)立運(yùn)行。3.1ATLAB里創(chuàng)立組件使用組件方法首先需要在ATLAB中創(chuàng)立組件，步驟如下：1)創(chuàng)立組件在ATLAB命令窗口輸入命令tl，翻開(kāi)atlabBuilder對(duì)話(huà)框，它是atlabbuilderfr的主要工作環(huán)境。點(diǎn)擊File-NePrjet，會(huì)彈出一個(gè)新工程設(shè)置對(duì)話(huà)框，填入組件名和

14、類(lèi)名，完成之后點(diǎn)K，完成新工程的創(chuàng)立。假如選擇的工程所在目錄并不存在，tl會(huì)提示該目錄不存在，并詢(xún)問(wèn)是否創(chuàng)立該目錄，選擇Yes，tl就會(huì)創(chuàng)立工程到該目錄。2)添加文件到組件執(zhí)行完第一步后回到atlabbuilder界面。點(diǎn)擊剛剛創(chuàng)立的工程，單擊Addfiles按鈕，將文件添加到新建的組件類(lèi)中。然后點(diǎn)擊Build-bjet編譯當(dāng)前工程的組件，這個(gè)步驟不僅編譯了組件，同時(shí)也在計(jì)算機(jī)上注冊(cè)了該組件，它可以像其他組件一樣在V+中使用。編譯完成以后在用戶(hù)設(shè)置的工程目錄下將產(chǎn)生兩個(gè)子文件夾sr和distrib，sr里包含組件的源代碼，distrib里包含供用戶(hù)最終發(fā)布使用的組件。3)打包組件及R編譯完畢后

15、產(chǎn)生的組件只能在當(dāng)前計(jì)算機(jī)上使用，為了可以把它發(fā)布到其他計(jì)算機(jī)上使用，還需要其他一些支持文件。另外，組件不同于普通的DLL文件，組件必須注冊(cè)后才能在計(jì)算機(jī)上使用。選擇pnent-pakagepnent命令，tl將會(huì)把發(fā)布該組件所需要的所有文件打包到一個(gè)和工程同名的可執(zhí)行文件中。這里可以選擇是否在打包文件中包含R。ATLAB7.0產(chǎn)生的組件必須運(yùn)行在R環(huán)境。假如目的計(jì)算機(jī)上沒(méi)有安裝R，那么在打包組件的時(shí)候最好選擇包含R，這樣在打包文件中就會(huì)包含R的安裝文件。打包完成后將會(huì)在distrib中產(chǎn)生.exe的可執(zhí)行文件，這是一個(gè)可以自解壓的壓縮文件。其中包含4個(gè)文件：_install.bat，dll文

16、件，tf文件，RInstaller.exe。把產(chǎn)生的.exe文件復(fù)制到需要發(fā)布的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。結(jié)果將會(huì)把這四個(gè)文件解壓，并執(zhí)行_install.bat，這是一個(gè)DS批處理文件，查看_install.bat的內(nèi)容后可以發(fā)現(xiàn)_install.bat將會(huì)運(yùn)行RInstaller.exe來(lái)安裝R，并且在系統(tǒng)中注冊(cè)組件文件。3.2實(shí)例演示這里仍舊采用上例“ypasal.文件，按照3.1介紹的步驟創(chuàng)立組件，組件名取Tpasal，類(lèi)名取Tpasallass。運(yùn)行visual+創(chuàng)立一個(gè)與上例一樣對(duì)話(huà)框工程，對(duì)話(huà)框設(shè)置也與上例一樣。然后在F工程中進(jìn)展如下操作：1)導(dǎo)入DLL文件將distrib文件夾里Tpasa

17、l_1_0.dll拷貝到工程文件夾，然后用V+命令#iprt來(lái)把Tpasal_1_0.dll導(dǎo)入工程中，#iprt命令的作用是從Tpasal_1_0.dll中導(dǎo)入組件中的接口類(lèi)型定義，詳細(xì)做法是在stdafx.h里，參加下面兩行：#iprtTpasal_1_0.dllra_interfaes_nlyusingnaespaeTpasal；2)為工程對(duì)話(huà)框添加實(shí)現(xiàn)代碼在對(duì)話(huà)框按鈕消息響應(yīng)函數(shù)中編寫(xiě)調(diào)用組件代碼：vidTestDlg：nreatebuttn()/TD：AddyurntrlntifiatinhandlerdehereUpdateData(TRUE)；Initialize(NULL)；/

18、初始化/得到對(duì)象的LSIDLSIDlsid；HRESULThr；hr=LSIDFrPrgID(LESTR(Tpasal.Tpasallass.1_0)，lsid)；/創(chuàng)立一個(gè)對(duì)象的實(shí)例ITpasallass*pIpasal；hr=reatEinstane(lsid，NULL，LSTX_INPR_SERVER，_uuidf(ITpasallass)，(LPVID*)pIpasal)；if(FAILED(hr)/測(cè)試創(chuàng)立是否成功AfxessageBx(reatefailed)；return；/初始化VARIANT變量VARIANTsize，ut；VariantInit(size)；VariantI

19、nit(ut)；/創(chuàng)立size，類(lèi)型為VT_R8，即duble型size.vt=VT_R8；size.dblVal=(duble)_size；/創(chuàng)立二維數(shù)組ut，類(lèi)型為VT_ARRAY，ARRAY中的元素為duble型ut.vt=VT_ARRAY|VT_R8；SAFEARRAYBUNDbund2；/設(shè)置第一維數(shù)組元素個(gè)數(shù)、元素索引下界bund0.Eleents=_size；bund0.lLbund=0；/設(shè)置第二維數(shù)組元素個(gè)數(shù)、元素索引下界bund1.Eleents=_size；bund1.lLbund=0；ut.parray=SafeArrayreate(VT_R8，2，bund)；pIpasal-ypasal(1，ut，size)；/函數(shù)調(diào)用/返回值傳遞duble*atrix，*pDest；atrix=neduble_size*_size；SafeArrayAessData(ut.parray，(vid*)pDest)；/獲得數(shù)據(jù)指針，訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)epy(atrix，pDest，_size*_size*sizef(duble)；/拷貝數(shù)據(jù)矩陣SafeArrayUnaessData(ut.parray)；/釋放數(shù)據(jù)指針，取消訪(fǎng)問(wèn)SafeArrayDestry