C++ Builder调用Matlab

Borland C++Builder 是一种新颖的可视化编程语言。在工程应用中，我们一般用C++Builder语言编写应用程序，实现交互界面、数据采集和端口操作等，但 C++Builder在数值处理分析和算法工具等方面，其效率远远低于Matlab语言。在准确方便地绘制数据图形方面，Matlab语言更具有无可比拟 的优势。此外，Matlab还提供功能强大的工具箱。但Matlab的缺点是不能实现端口操作和实时控制。因此，若能将两者结合运用，实现优势互补，将获 得极大的效益。

　　本文结合实际介绍了应用Borland C++Builder3.0开发的Windos应用程序中，对Matlab的调用方法。

　　一、C++Builder调用Matlab的实现方案

　　1. 实现思路

　　在高版本的Matlab中（如Matlab V4.2）提供了DDE接口，用户可以通过Windows的DDE通信基制实现外部调用。这种实现方式比较简单，但将增大主程序代码，影响运行速度。

　　在Windows系统中，DLL是一种很特别的可执行文件，可以被多个Windows应用程序同时访问，具有固定的共享数据段。该数据段的数据在DLL被Windows下载前会一直保留在内存中，因此可以通过DLL实现用户程序与Matlab之间的数据传输和函数调用。

　　具体地说，就是利用Matlab的32位动态连接库（DLL），生成相应的可以被C++Builder调用的DLL，用来提供二者之间的基本支 撑环境。只需在用户程序中加载该DLL，即可实现其数据段的共享。然后在用户程序中操作DLL数据段的数据，并通过某种方式在用户程序中使Matlab执 行该DLL，就可实现用户程序对Matlab的调用。其形式可以是混合编程或函数调用，非常方便而高效。

　　2. 实现方式

　　Matlab提供了可外部连接的DLL文件，通过将其转换为相应的Lib文件，并加以必要的设置，就可以在C++Builder中直接进行Matlab函数调用，实现C++ Builder语言与Matlab语言的混合编程。

　　（1） 运行环境要求

　　由于Matlab提供的是32位的DLL.其运行环境要求是Matlab V4.2或更高版本。C++Builder可以进行32位编程，这里我们采用的是V3.0版本。

　　（2） C++Builder下LIB文件的生成

　　Matlab提供的Def文件允许用户通过Implib命令生成相应的Lib文件。其命令格式为Implib ？？？。lib ？？？。def在\\extern\\include目录下，提供了如下三个。Def文件：

　　_libeng.def，_libmat.def，_libmx.def

　　通过上述命令可以生成相应的三个Lib文件。这些Lib文碱中包含了可外部调用的Matlab函数的必要信息。

　　二、实现计算和绘图

　　为清楚起见，通过一个简单的CBuilder例程进行说明。该实例通过调用Matlab实现矩阵运算并绘制图形，来演示C++Builder对Matlab的调用。

　　在C++Builder编辑环境中，建立一个新的窗体MyForm，并放置一个按钮Demo.将工程文件命名为Try.prj，其主函数为 try.cpp.在主函数中，我们将使用一个实现Matlab调用的子函数DemoMatlab，作为按钮Demo的响应事件。其源代码如下： 

#include
#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语言调用
}

　　为了调用Matlab中的函数，必须进行必要的设置，将包含这些函数的文件加入工程文件Try.prj.以下是操作过程：

　　1. 在头文件中加入Engine.h.其包含了启动Matlab调用和关闭的函数声明。

　　2. 打开Project|Option……对话框，点击Directories/Conditionals.

　　· 在Include Path中，加入目录路径\\extern\\include，该路径包含了engine.h和matlab.h等有用的头文件。

　　· 在Library Path中，加入\\bin和\\extern\\include.这两个目录路径包含了可外部调用的DLL和LIB文件。

　　3. 点选Project|Add to Project……对话框，加入如下库文件：

　　_libeng.lib，_libmat.lib和_libmx.lib.

　　在进行了这些必要的设置之后，我们就可以选用适当的函数来实现目标。 以下是子函数DemoMatlab的程序代码。 

void DemoMatlab
{
Engine *eng;
//定义Matlab引擎
char buffer[200]; //定义数据缓冲区
int array[6]={1,2,3,4,5,6};
mxArray *S = NULL, *T = NULL;
engOpen(NULL); //打开MATLAB 引擎 ---1
S= mxCreateDoubleMatrix(1,6, mxREAL);
// 产生矩阵变量
mxSetName(S, \"S\");
memcpy((char*) mxGetPr(S),(char *) array, 6*sizeof(int));
engPutArray(eng, S); //将变量X置入Matlab的工作空间
engEvalString(eng, \"T = S/S.^2;\"); //计算
engEvalString(eng, \"plot(S, T);\"); //绘制图形
…… ……
engOutputBuffer(eng, buffer, 200); //获取Matlab输出