C++的matlab接口转换方法详解

由于matlab的运算速度较慢，因此常常需要使用c++对关键部分进行运算。Matlab针对这一需求提供了相应的api方便参数传递以及封装。

这里使用的vs工程，对文件进行修改生成.mexw64文件，对于matlab可识别的文件。

这里的操作都是针对vs进行配置和操作。

一.工程配置

1.配置生成文件

右键->属性->常规->配置类型 动态库(.dll)

右键->属性->高级->目标文件扩展名 .mexw64

2.配置附加目录

右键->属性->c++->附加包含目录  添加$(Matlab_Dir)\extern\include; 

其中$(Matlab_Dir)为matlab安装地址

右键->属性->链接器->附加库目录 添加$(Matlab_Dir)\extern\lib\win64\microsoft;;

其中$(Matlab_Dir)为matlab安装地址

3.添加附加依赖项

右键->属性->链接器->输入->附加依赖项

输入libmx.lib;libmex.lib;libmat.lib;libeng.lib;

二.接口编写

1.添加头文件

#include "mex.h"是matlab提供的头文件，利用提供的api进行接口函数编写

2.接口函数编写

入口过程的名称必须是mexFunction，并且包含四个参数

void mexFunction(int nlhs, mxArray* plhs[], int nrhs, const mxArray* prhs[]);

nlhs 输出参数个数，plhs 输出参数指针 

nrhs 输入参数个数，prhs 输入参数指针 

注意: 输出和输入参数的操作都是通过指针的方式进行的。MATLAB可以通过这些指针，访问内存中的数据。

3.输入参数获取

接口过程要把参数传递给计算过程，还需要从prhs中读出矩阵的信息，这就要用到下面的mx-函数和mex-函数。

• mxGetM(prhs[0]); 获取其行数
• mxGetN(prhs[0]); 获取其列数
• mxGetNumberOfDimensions(prhs[0]);获取其维度

主要介绍的是数据获取的两个函数 mxGetData 和 mxGetPr。

mxGetData: 返回值为void类型的指针，必须转换为正确数据类型的指针的指针。

mxGetPr：返回值为double类型的指针，可以理解为它会自动转换 mxGetData的输出作为double指针。

在使用上这两种都可以获取参数内容。

还有一点需要注意的是，无法对未获取的值进行操作。

下面的代码在调试时会报错，无法对于未保存的变量进行操作。

Number = ((double*)mxGetData(mxGetCell(prhs[0], 19)))[0]-1;

4.出错信息发布函数mexErrMsgTxt，mexWarnMsgTxt

两函数的具体格式如下：

#include "mex.h"

void mexErrMsgTxt(const char *error_msg);

void mexWarnMsgTxt(const char *warning_msg);

其中error_msg包含了要显示错误信息，warning_msg包含要显示的警告信息。两函数的区别在于mexErrMsgTxt显示出错信息后即返回到MATLAB，而mexWarnMsgTxt显示警告信息后继续执行。

5.输出参数设置

对于程序的返回结果需要将其保存在plhs指针当中，而且保存在plhs的返回指针类型必须是mxArray。

这里介绍两个api进行数组，矩阵的创建。由于常用的数据类型为double,这里列举的均为double类型的数组。

plhs[0] = mxCreateNumericArray(3, dims,mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
plhs[1] = mxCreateDoubleMatrix(n, n, mxREAL);    

6.参数转置

由于matlab的数据存储顺序与c++不同，因此在数据输入时需要对数据进行转换。在数据输出传递的时候，同样也需要对数组进行转换。

matlab对于数组存储是按照列进行保存的，而c++是按照行进行保存，因此在数据计算时需要格外注意。

这里是常用的行列转换的代码。

template <class T1, class T2>
void cTranspose3d(T1* dst, T2* src, int srcRow, int srcCol, int channel)
{
	int i = 0, k = 0;
	T1* dst1 = NULL;
	T2* src1 = NULL;
	for (k = 0; k < channel; k++)
	{
		dst1 = dst + k * srcRow * srcCol;
		src1 = src + k * srcRow * srcCol;
		for (i = 0; i < srcRow * srcCol; i++)
		{
			dst1[i] = src1[(i % srcRow) * srcCol + (i / srcRow)];//th/ srcRow//src's  col -> dst's row,th%srcRow//src's   row -> dst's col
		}
	}
}

总结

至此整个接口书写就结束了。该篇教程也是记录一下自己整个学习过程，希望能够看的人一点点帮助。