浅析VC与MATLAB联合编程

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浅析VC与MATLAB联合编程<四>

作者：邓科

　　在浅析VC与MATLAB联合编程<一>、浅析VC与MATLAB联合编程<二>和浅析VC与MATLAB联合编程<三>中简单介绍了VC和MATLAB接口的两种方法，初学者可能会问为什么要用VC和MATLAB接口，接口的实质又是什么，本文就通过一个例子来回答这两个问题。
　　 首先来介绍一下MATLAB。 MATLAB名字由MATrix和 LABoratory 两词的前三个字母组合而成。那是20世纪七十年代后期的事：时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve Moler教授出于减轻学生编程负担的动机，为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序的“通俗易用”的接口，此即用FORTRAN编写的萌芽状态的MATLAB。
　　经几年的校际流传，在Little的推动下，由Little、Moler、Steve Bangert合作，于1984年成立了MathWorks公司，并把MATLAB正式推向市场。从这时起，MATLAB的内核采用C语言编写，而且除原有的数值计算能力外，还新增了数据图视功能。
　　MATLAB以商品形式出现后，仅短短几年，就以其良好的开放性和运行的可靠性，使原先控制领域里的封闭式软件包（如英国的UMIST，瑞典的LUND和SIMNON，德国的KEDDC）纷纷淘汰，而改以MATLAB为平台加以重建。在时间进入20世纪九十年代的时候，MATLAB已经成为国际控制界公认的标准计算软件。
MATLAB已经成为目前国际上最流行、应用最广泛的科学工程计算软件，它广泛的应用于自动控制、数学运算、信号分析、图象处理、财务分析等各行各业。由于它具有强大的计算和绘图功能、大量稳定可靠的算法库和简洁高效的编程语言，已成为数学计算工具方面事实上的标准。
　　 在欧美大学里，诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教科书都把MATLAB作为内容。这几乎成了九十年代教科书与旧版书籍的区别性标志。在那里，MATLAB是攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本工具。
　　在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。在许多国际一流学术刊物上（尤其是信息科学刊物）都可以看到MATLAB的应用。 在设计研究单位和工业部门，MATLAB被认作进行高效研究、开发的首选软件工具。如美国National Instruments公司信号测量、分析软件LabVIEW，Cadence公司信号和通信分析设计软件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB为主要支撑。又如HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各种硬卡、仪器等都接受MATLAB的支持。

为了说明问题，我们举个例子： 解下列线形方程组：(如图1)：


图1

用C语言(VC环境中)编写的代码为:(图2)


图2

编译、连接，运行结果为：(图3)：


图3

而该方程在MATLAB中只需要一个命令“\”就可以解决：
在MATLAB中建立一个新的m文件，在MATLAB菜单中：File->New->M file(如图4)：


图4

在M文件中输入代码，并保存为QJFCZ.m。(如图5)


图5

在MATLAB Command命令窗口中输入以下命令：
>> QJFCZ
然后回车，结果如下：
x =

-0.1429
2.7857
0
>>

　　可以看出用MATLAB写出的代码十分简单，对于上面的方程，如果矩阵A和b的维数发生变化的话， C代码还要重新编写，而用MATLAB书写的代码几乎不用改动，只需改变数据即可。
　　 如果现在我们用VC编写的一个软件，其中要求解有5个未知数的线形方程组，如果用C\C 语言来写程序的话其编程量是很大的， 如果在C\C 语言中能用MATLAB那么简单的代码来实现该功能就可以大大减少工作量，VC和MATLAB接口就是做这个工作的。 MATLAB中提供了大量用C\C 重新编写的MATLAB库函数，包括初等数学函数、线形代数函数、矩阵操作函数、数值计算函数、 特殊数学函数、插值函数等等，还可以利用MATLAB的编译工具将m文件方便的转化为C\C 语言、可执行程序(exe)、动态连接库文件(dll)、COM组 件等等，并可直接供C\C 语言调用，利用VC和MATLAB接口技术可以在VC中充分发挥MATLAB的数值计算功能，并且可以不依赖MATLAB软件运行，我们在编写程序时，可以在VC下做出很漂亮的界面，而把复杂的数值处理交给MATLAB去做(实际上MATLAB也能做界面GUI(Graphic User Interface),而且做出的界面我认为 并不比VC逊色，但是需要MATLAB软件作为后台运行，如果不依赖MATLAB软件运行的话，可以在VC中调用GUI)，然后通过接口技术将MATLAB集 成到VC中，这样可以大大减轻编程的负担，并减少程序编写时间。
　　 事实上正是由于MATLAB数值计算功能的强大，MATLAB与许多程序都有接口，例如Fortran、VB、Java、SPSS(一个著名的统 计软件)、Excel、Word等，其实质也是通过接口在程序中调用MATLAB的功能。

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