0  引言

    目前，Matlab廣泛的應(yīng)用于自動控制、數(shù)學(xué)運算、信號分析、圖像處理、財務(wù)分析等各行各業(yè)。MATLAB也存在著某些缺點：Matlab是一種解釋性語言，其特點是以矩陣為基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其執(zhí)行效率相對C或C+ +語言要低很多；因為Matlab程序不能脫離其環(huán)境運行，故不能直接用于商用軟件的開發(fā)。與此相反，VC++由于其豐富得人機界面，高效的執(zhí)行效率已經(jīng)成為基于Windows平臺下開發(fā)商業(yè)軟件的必備工具。然而，VC++對于復(fù)雜的數(shù)值運算就有點“力不從心”了。所以將VC++與Matlab完美的結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢具有現(xiàn)實意義。自Matlab6.5版本開始，新推出來的Combuilder支持把用Matlab編寫的程序做成com組件，供其他語言調(diào)用。該方法實現(xiàn)簡單，通用性強，成為VC與Matlab混合編程最有效的方法。

1  VC與Matlab混合編程的方法

1.1 通過Matlab Engine方式

    Matlab Engine是指一組Matlab提供的接口函數(shù)，支持C語言， Matlab Engine采用C/S(客戶機/服務(wù)器)模式，Matlab作為后臺服務(wù)器，而C程序作為前臺客戶機，通過Windows的動態(tài)控件與服務(wù)器通信，向Matlab Engine傳遞命令和數(shù)據(jù)信息，從Matlab Engine接受數(shù)據(jù)信息。用戶可以在前臺應(yīng)用程序中調(diào)用這些接口函數(shù)，實現(xiàn)對Matlab Engine的控制。采用這種方法幾乎能利用Matlab全部功能，但是需要在機器上安裝Matlab軟件，而且執(zhí)行效率低，因此在實際應(yīng)用中不采用這種方法，在軟件開發(fā)中也不可行，這種模式只適合個人使用或做演示。

1.2 直接調(diào)用Matlab的C/C++數(shù)學(xué)函數(shù)庫

    Matlab中提供了可以供C/C++語言調(diào)用的C/C++數(shù)學(xué)函數(shù)庫，其中包含了大量用C/C++語言重新編寫的Matlab數(shù)學(xué)函數(shù)，這些函數(shù)涉及到線形代數(shù)、數(shù)值分析、傅立葉變換、多項式計算、解微分方程等，并且函數(shù)庫中提供了大量各種矩陣操作函數(shù)，在VC中可以直接使用這些函數(shù)，通過這些函數(shù)可以在VC中方便的實現(xiàn)在Matlab中矩陣運算功能。用這種方法可以很靈活的調(diào)用Matlab來編寫應(yīng)用程序，但要求讀者對C/C++語言非常熟悉，并且這種模式不能包括所有的Matlab函數(shù)，尤其是無法充分使用Matlab提供的詳盡的繪圖函數(shù)。

1.3 用Matlab自帶的Matlab Compiler

    Matlab Compiler的作用是將m文件轉(zhuǎn)化成C/C++代碼（也就是通常所用的mcc命令）,這種源代碼需要用C/C++編譯器編譯連接成獨立應(yīng)用程序，在將m文件轉(zhuǎn)成獨立應(yīng)用程序的過程中生成的C/C++文件，原則上是可以被其它的C/C++代碼調(diào)用的，編譯器可以通過設(shè)置mcc命令的選項，將m文件編譯成動態(tài)鏈接庫文件、C/C++文件、可執(zhí)行文件等一系列文件。到matlab R21.1為止，Matlab Compiler的m程序轉(zhuǎn)換成C/C++代碼功能有很多限制：

    ⑴不能轉(zhuǎn)換腳本m文件，只能轉(zhuǎn)換m函數(shù)；

    ⑵不能使用matlab對象；

    ⑶不能用input或者eval操作matlab空間變量；

    ⑷不能動態(tài)地命名變量，然后用load或者save命令來操作；

    ⑸不能處理具有嵌套調(diào)用其他m文件的m文件；

    ⑹不能使用MATLAB內(nèi)聯(lián)函數(shù)；

1.4 使用matcom工具

    這是第三方控件，很小(8M多),原本屬于mathtool公司，后來被Mathworks公司合并了，使用該工具可以將m腳本文件和m函數(shù)轉(zhuǎn)化成相同功能的C/C++文件，相比其它方法使用matcom具有如下優(yōu)點：

    ⑴轉(zhuǎn)換過程簡單(由matcom工具自動實現(xiàn))，容易實現(xiàn)；

    ⑵可以方便的生成動態(tài)鏈接庫文件(dll)和可執(zhí)行文件(exe)；

    ⑶不僅可以轉(zhuǎn)換獨立的腳本文件，也可以轉(zhuǎn)換嵌套腳本文件；

    ⑷設(shè)置環(huán)境后，可以使用Matlab的工具箱函數(shù)；

但matcom也有以下不足：

    ⑴對struct等類的支持有缺陷，對class數(shù)據(jù)類型；

    ⑵部分繪圖語句無法實現(xiàn)或得不到準確圖象，尤其是三維圖象；

    ⑶當(dāng)涉及到的復(fù)雜函數(shù)調(diào)用時嵌套的文件數(shù)量很多。

    因此在不涉及到三維做圖以及m文件不大的情況下推薦使用。

1.5  使用Matlab的Combuilde工具

    COM是component object module的簡稱，它是一種通用的對象接口，任何語言只要按照這種接口標準，就可以實現(xiàn)調(diào)用它。Matlab6.5新推出來的Combuilder就是把用Matlab編寫的程序做成com組件，供其他語言調(diào)用。該方法實現(xiàn)簡單，通用性強，而且?guī)缀蹩梢允褂?span>Matlab的任何函數(shù)(注意：不支持腳本文件，腳本文件使用時要改為函數(shù)文件)，因此在程序較大、調(diào)用工具箱函數(shù)或調(diào)用函數(shù)較多時推薦使用，這也是Matlab公司推薦的使用方法。

2  基于COM接口的Matlab與VC混合編程實現(xiàn)FFT轉(zhuǎn)換

2.1 創(chuàng)建Matlab源文件

    在Matlab中實現(xiàn)FFT轉(zhuǎn)換只需要一個函數(shù)即可。

    (1) 新建M文件，在M文件中輸入以下兩條語句：

    Function FFT(X,Y) %實現(xiàn)FFT轉(zhuǎn)換。函數(shù)名為FFT，x為輸入?yún)?shù)，y為輸出參數(shù)

    Y=fft(X);          %fft轉(zhuǎn)換實現(xiàn)函數(shù)

    (2）保存為FFT.m 的M文件。

2.2  在Matlab下創(chuàng)建COM組建

    (1）在matlab command window輸入如下命令：

    >>comtool

    (2）出現(xiàn)com編輯界面后，選擇File->New Project建立新工程testfft，并將FFT.m加入到新建工程中。

    (3）點擊Build->COM Object…生成COM組件。

    至此com組件已經(jīng)由matlab做好，默認的保存位置為：matlab安裝位置\work\component。

2.3  VC下調(diào)用COM組件

    (1）將testfft_idl.h 和testfft_idl_i.c文件拷貝到VC建立的工程目錄下。兩文件默認目錄為\work\component\src

    (2）將目錄/extern/include/下的mwcomtypes.h文件拷貝的VC建立的目錄下。

    (3）將上面三個文件加入VC工程：工程->添加工程->Files，選擇剛剛拷到目錄下的testfft_idl.h 和testfft_idl_i.c文件。

    (4) 為程序添加頭文件testfft_idl.h 、testfft_idl_i.c和mwcomtypes.h

    (5）填寫調(diào)用COM組件代碼：

    if(FAILED(CoInitialize(NULL)))    //初始化調(diào)用com

    {

          AfxMessageBox("unable to initialize COM");

    }

    Itestfft *st=NULL;

    HRESULT hr=CoCreateInstance(CLSID_testfft,NULL,CLSCTX_ALL,IID_Itestfft,(void **)&st);

    if(SUCCEEDED(hr))

     {

         VARIANT x,y;

         VariantInit(&x);

         VariantInit(&y);

         x.vt=VT_I4;

         x.lVal=4;

    st->fte(x,y);       //x為輸入?yún)?shù)，y為輸出參數(shù)

    st->Release();

 }

     else

 {

    AfxMessageBox("unsucceed");

 }   

    至此實現(xiàn)VC下調(diào)用COM組件實現(xiàn)FFT轉(zhuǎn)換。

3  結(jié)論

    實踐表明用COM方法實現(xiàn)VC與Matlab混合編程具有實現(xiàn)簡單、執(zhí)行效率高、幾乎支持所有的matlab函數(shù)、易移植等優(yōu)點。