基于ActiveX引擎的VC++与Matlab混合编程及其应用

慕 巍，王若亮，李晶娣，邱 亚

（1.西安应用光学研究所 陕西 西安 710065；2.西安飞行自动控制研究所 陕西 西安 710065）

VC++是微软公司推出的一套面向对象的可视化集成编程系统[1]，是Windows平台下构建32位应用程序的强大而又复杂的开发工具[2]，但其在科学计算方面函数库不够丰富，读取、显示数据图形不方便。Matlab是Matrix Laboratory（矩阵实验室）的缩写，是由美国MathWorks公司开发的集数值分析、符号计算和图形可视化三大基本功能于一体，功能强大、操作简单的语言[3]。它包含大量高度集成的函数可供调用，是适合科学研究、工程设计等众多学科领域使用的简洁、高效的编程工具[4]。

为充分发挥这二者优势，利用Matlab提供的ActiveX引擎，实现在VC++开发的应用程序中完全控制Matlab，使用户轻松开发出高效、功能强大的应用程序，为工程实践和科研工作提供强大的技术支持。

1 Matlab ActiveX引擎

Matlab ActiveX引擎（engine），是指一组Matlab提供的接口函数[5]，支持C/C++、Fortran等语言，通过这些接口函数，用户可以在VB、Delphi、VC++等编程环境中实现对Matlab的控制，将Matlab作为一个操作引擎使用，使其在后台运行。操作Matlab引擎常用的函数及其功能如表1所示。

表1 Matlab引擎常用的函数及其功能表Tab.1 Functions of Matlab engine

通过引擎方式，应用程序会打开一个新的Matlab进程，将Matlab作为一个功能强大的和可编程的数学函数库，调用Matlab中大量的数学计算和图形处理函数，通过控制它完成任何计算和绘图操作。同时，引擎方式打开的Matlab进程会在任务栏显示自己的图标，打开该窗口，可以观察主程序通过引擎方式控制Matlab运行的流程，并可在其中输入任何Matlab命令。

2 ActiveX引擎实现VC和Matlab混合编程

在VC++编程环境下利用Matlab ActiveX引擎实现VC++和Matlab的混合编程，需要对VC++编译环境和应用程序进行设置，具体步骤如下：

1）通过菜单 Tools/Options，打开Visual C++6.0设置属性页，进入Directories选项卡，在Show Directories for下拉列表中选择 Include Files，添加路径：E：MATLAB7externinclude（假定Matlab的安装目录为E:MATLAB7），如图1所示。

图1 VC++编译环境设置步骤1Fig.1 Step 1 of setting VC++compiling environment

2）再通过Show Directories for下拉列表中选择 Library Files，添加路径：E：MATLAB7externlibwin32Microsoftmsvc70，如图2所示。

图2 VC++编译环境设置步骤2Fig.2 Step 2 of setting VC++compiling environment

3）通过菜单 Projects/Settings，进入 Link页面，在 Object/Library Modules框中，添加库文件名：libmx.lib，libmat.lib，libeng.lib，如图3所示。

4）在使用Matlab引擎函数的程序头文件中添加如下代码：

图3 VC++编译环境设置步骤3Fig.3 Step 3 of setting VC++compiling environment

5）在应用程序中添加调用Matlab引擎的程序代码：

if（!（ep=engOpen（NULL））） //测试是否启动 Matlab 引擎成功

以上步骤是对VC与Matlab混合编程的编译环境和应用程序进行设置，在完成了以上基本步骤后就可以利用Matlab引擎库函数engEvalString来调用Matlab的内建函数了。以上步骤 1）、2）只需设置一次，而步骤 3）、4）、5）对每个工程都要单独设定。

3 应用实例分析

对大部分软件研发人员来说利用VC++编程方便、高效，但是要显示数据图形就不那么容易了，这时可利用Matlab ActiveX引擎辅助画图做数据分析。下面通过一个具体的应用实例来说明如何实现VC++与Matlab ActiveX引擎的混合编程。程序的主要功能是在VC++中对数组x计算函数值y＝5sinx，然后调用Matlab绘制函数y对x的曲线。

首先，利用VC++6.0的MFC建立一个基于对话框的应用程序，如图4，添加相应按扭，并为其添加相应的成员函数。

图4 ActiveX引擎测试程序界面Fig.4 Interface of ActiveX engine of test program

其次，根据前面介绍的ActiveX引擎实现VC++和Matlab混合编程的实现步骤，为程序设置相应的编译环境并添加连接库函数。

然后，调用Matlab的内建函数和命令，主要编写程序代码如下：

1）在“启动引擎”按扭的成员函数中，添加如下代码：

if（!（ep=engOpen（NULL））） //测试是否启动 Matlab 引擎成功

2）在“关闭引擎”按扭的成员函数中，添加代码：

engClose（ep）；//关闭 Matlab 引擎

3）在“测试”按扭的成员函数中，添加如下代码：

//定义 mxArray数组 xx，yy，为 1行，100列的实数数组

mxArray*xx=mxCreateDoubleMatrix（1，100，mxREAL）；

mxArray*yy=mxCreateDoubleMatrix（1，100，mxREAL）；

memcpy（mxGetPr（xx），x，100*sizeof（double））；//将 x 复制到mxarray数组xx中

memcpy（mxGetPr（yy），y，100*sizeof（double））；//将 y 复制到mxarray数组yy中

engPutVariable（ep，“xx”，xx）；//将 mxArray 数组 xx 写入到Matlab，命名为xx

engPutVariable（ep，“yy”，yy）；//将 mxArray 数组 yy 写入到Matlab，命名为yy

engEvalString（ep，“plot（xx，yy）；”）；//向 Matlab 引 擎 发送画图命令

engEvalString（ep，“xlabel（‘x’）；”）；//向图形窗口添加横坐标标注

engEvalString（ep，“ylabel（‘y=5*sin（x）’）；”）；//向图形窗口添加纵坐标标注

编译运行，先点击“启动引擎”按钮，Matlab引擎启动后，再点击“测试”按钮，就可以得到如图5所示的结果。

该实例是利用ActiveX引擎实现VC++与Matlab混合编程的一个简单应用，在实际的数值计算、信号处理、控制系统开发等工程应用中，可以很好的利用基于ActiveX引擎的VC++和Matlab的混合编程技术，简化应用程序的开发过程，缩短开发周期。

图5 ActiveX引擎测试曲线Fig.5 Test curve of ActiveX engine

4 结束语

本文详细介绍了在VC++编译环境下利用Matlab提供的ActiveX引擎实现应用系统设计和分析的具体方法，并通过一个具体应用实例介绍了VC++如何利用Matlab ActiveX引擎进行辅助画图和数据分析。

Matlab不但具有强大的数值计算和符号计算能力，而且为不同领域提供了丰富的工具箱[5]。而VC++在面向对象的应用程序开发方面功能强大、灵活性好[6]。利用Matlab提供的ActiveX引擎，实现了VC++和Matlab的混合编程，能够发挥各自优势，为用户提供了一个友好的编程接口，缩短了工程应用软件的开发周期，同时也提高了程序的运行效率。

[1]姚领田.精通MFC程序设计[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[2]谢佩军，计时鸣，张利.VC++与MATLAB混合编程的探讨[J].计算机应用与软件，2006（2）：128-130.XIE Pei-jun，JI Shi-ming，ZHANG Li.Research of combined programming of VC++and MATLAB[J].Computer Applications and Software，2006（2）：128-130.

[3]张静.MATLAB在控制系统中的应用[M].北京：电子工业出版社，2007.

[4]王沫然.MATLAB 6.0与科学计算[M].北京：电子工业出版社，2001.

[5]刘志俭.MATLAB应用程序接口用户指南[M].北京：科学出版社，2000.

[6]彭猛.VC++与MATLAB混合编程的研究 [J].科技咨询导报，2007（8）：21-21.PENG Meng.Research on hybrid programming of VC++and Matlab[J].Science and Technology Consulting Herald，2007（8）：21-21.