基于Mideva编译器的MATLAB与VC++混合编程技术

柴西林,姜丽德,冯 凯

(1.西北师范大学知行学院，甘肃 兰州730070；2. 甘肃天鉴建设集团有限公司，甘肃 兰州730000)

基于Mideva编译器的MATLAB与VC++混合编程技术

柴西林1,姜丽德2,冯 凯1

(1.西北师范大学知行学院，甘肃 兰州730070；2. 甘肃天鉴建设集团有限公司，甘肃 兰州730000)

主要研究使用MATLAB编译器实现MATLAB和VC++混合编程的方法。通过VC++直接运行Mideva编译好的MATLAB可执行文件，或者调用Mideva编译好的M文件动态链接库，或者直接使用将M文件由Mideva转换的C++代码等三种方式之一，均可实现混合编程。将以上三种方法，通过一个基于MFC的对话框程序实例，较直观地演示混合编程的实现过程。

MATLAB；VC++；Mideva编译器；混合编程

0 引言

MATLAB是当前在国内外十分流行的工程设计和系统仿真软件[1]。MATLAB具有很强的数值计算和分析能力，尤其是其功能庞大的工具箱可直接应用到很多工程领域[2]。它以函数的形式为用户提供不同领域的计算，通过调用需要的函数并赋予实际参数，用户就能解决实际问题[3]。而VC++在这方面的应用不太成熟，但是VC++具有高效、灵活等特点。在科学研究和工程实践中，将MATLAB和VC++结合起来进行混合编程，具有非常重要的意义。但是，M语言是一种解释性语言，其应用场合和执行速度都受到了限制；而VC++是一种高效率、能对硬件进行操作的高级语言。将两者的优势结合起来，无疑给编程者带来了福音，使工作效率大大提高，开发周期明显缩短。

MATLAB与Visual C++的混合编程技术方法有很多，主要有使用MATLAB引擎、使用ActiveX控件、使用MAT文件共享数据、使用Mideva工具、使用C-MEX技术和使用Matlab其他编译器等多种技术实现混合编程。通常，根据两款软件的特点，在混合编程中核心程序的开发主要由Matlab完成，而VC++可用来开发交互式很好的GUI且易于与硬件接口。

1 Mideva集成调试编辑环境

1.1 Mideva简介

Mideva是一种具有比MATLAB更强大的编辑、调试功能的集成调试编辑环境[4]，通过其内核Matcom 能够将M文件转化为C语言的代码[5]，并通过Visual C++将其编译成可执行程序或动态链接库[5]。近千个基本的MATLAB功能函数包含于Mideva中，在与C++的混合编程中只需做必要的设置即可，从而不再依赖MATLAB，实现了对MATLAB强大工具箱函数的调用。不足之处在于，Matcom对struct等类的支持不足，而且有些绘图尤其是三维绘图效果不是很好。因此，涉及三维绘图以及M文件太大的情况下，不适合使用。

1.2 Mideva集成调试编辑环境的配置

在MATLAB环境中可以由M文件生成exe文件，但此exe文件仍需要MCR才能运行，而利用Matcom则可以生成不再需要Matcom环境支持的exe文件[6-7]。其生成方法相当简便，直接利用Matcom菜单“File/Compile to exe…”弹出如图1所示的对话框，然后选择所需的M文件，Matcom会自动生成相应的exe文件。Mideva的此项功能是仅针对Visual C++开发的，生成dll的方法与生成exe文件的方法类似，在此过程中会同时生成相应的cpp文件。因此，如果使用Visual C++开发程序，最好直接使用上述过程中编译生成的cpp文件，而不要直接使用dll文件。编译过后在Mideva下方的输出栏，如图1所示，显示编译完成。

图1 编译为可执行程序

值得说明的是，Mideva环境下绘制图形，还可以设计GUI界面程序，与MATLAB的GUIDE相似[8]。Mideva还可以像VC++一样对M文件进行调试。

2 Mideva集成调试编辑环境的使用

Mideva安装时会提示选取C/C++编辑器，还需要指定MATLAB,以便使编译文件中的一些系统函数找到所需路径。Mideva接口方便，通过菜单File→Compile to dll可直接实现M文件到可执行文件的转换，同时会自动生成相应的C/CPP文件。为了将C/CPP代码添加到VC++的工程中，必要的设置主要有以下几步。

(1)添加头文件

在“matcom45lib”目录下，可以找到Mideva提供的函数头文件Matlib.h。具体方法是：在菜单“Tools/Options…”中,选择“Directories”选项卡，然后在“Show Directories for”中选取“Include files”,然后添加目录“matcom45lib”。如图2所示。

图2 添加头文件

(2)添加库文件

在“Show Directories for”中选取“Library files”，然后添加目录“matcom45lib”。如图3所示。需要注意的是，不同版本的Mideva文件名可能略有差异，可以修改matlib.h中Matcom_VERSION宏定义。

图3 添加库文件

以VC6.0为例，Mideva同时提供可供使用的插件，单击VC6.0菜单“Tools/Customize...”，将会弹出如图4所示对话框，然后选择“Add-ins and Macro Files”选项卡，单击浏览按钮，选择“matcom45/bin/mvcide.dll”，单击关闭，则在VC6.0集成环境中出现Visual Matcom图标，此时表明MATLAB的编译工具已与VisualC ++连接，如图5所示。

图4 添加Visual Matcom

图5 在VC下Visual Matcom工具栏

3 使用Mideva实现混合编程

3.1 混合编程实现过程流程图

运用Visual C++调用MATLAB实现混合编程，通过以下三种方式均可实现：(1)Mideva将M文件编译为可执行文件，VC通过编程执行可执行文件实现混合编程。(2)Mideva将M文件编译为动态链接库，VC在运行时调用。(3)Mideva将文件转换为C++代码，VC直接使用转换后的代码进行混合编程。将以上三种方法通过一个基于MFC的对话框程序实例，演示混合编程的实现过程，如图6所示。

3.2 基于 MFC的对话框实例程序实现混合编程的步骤

(1)创建名称为MidevaDemo1.m的M文件。在MATLAB环境下创建M文件，内容为一个简单的正弦函数。并将M文件保存在新建的工程目录下。

图6 混合编程的实现过程流程图

(2)在Mideva环境下将MidevaDemo1.m分别编译为动态链接库和可执行文件，在工程目录下产生相关的代码。由于动态链接库和可执行文件产生的“g_MidevaDemo1.cpp”不同，所以分别新建两个工程目录“DLLWORK”和“EXEWORK”。其他两个文件“MidevaDemo1.h”和“MidevaDemo1.cpp”在两个工程中内容相同。

(3)创建MFC对话框的工程，工程名称为MCCDemo。设计对话框界面如图7所示。

图7 混合编程总界面

(4)在文件“MccDemo1Dlg.cpp”中包含头文件：

include

(5)向工程添加文件V4501.lib，如图8所示。

(6)在图7所示的MFC实例混合编程运行结果总界面中，单击“执行EXE程序”按钮，则弹出如图9所示界面；单击“调用DLL代码”则弹出如图10所示界面；单击“执行源代码”则弹出如图11所示界面。

4 结论

从上述运行结果可以看出，不同的运行方式得到的图形绘制结果一致。运用VC++通过编程执行exe文件实现的混合编程，这种方式易于维护，但应用程序耦合比较松散，界面不统一。VC ++调用MATLAB数学库和经过编译的动态链接库，具有内存需求小、执行速度快、可以发布给没有MATLAB的用户使用等显著的优点。但也有几个缺点：用户不能够在基于MATLAB数学库和图形库的应用程序中使用MATLAB的 eval()和input()函数，不能调用图形句柄系统的函数，不能调用MATLAB工具箱的函数。本文仅在可行性(feasibility)层面上进行了论证，对于实质性的应用还需进一步研究和实践。

图8 向工程添加库文件

图9 运行可执行文件结果

图10 执行调用动态链接库的结果

图11 执行直接转换后的代码结果

[1] 柴西林,邵照勇.基于MatlabGUI的数字滤波器设计及其应用[J].微型机与应用,2012，31(14)：3-6.

[2] 张亮,王继阳.MATLAB与C/C++混合编程[M].北京：人民邮电出版社,2008.

[3] 柴西林,朱国平,邵照勇.基于不同算法实现的数字图像水印技术及其抗攻击性比较[J].数字技术与应用,2012(3)：97-98.

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[5] 苏金明,黄国.MATLAB与外部程序接口[M].北京:电子工业出版社，2008.

[6] 杨文臣,张轮,何兆成,等.Matlab 与VC++混合编程及其在交通信号两级模糊控制中的应用[J].公路交通科技,2012,29(9):123-128.

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MATLAB and VC++ mixed programming technology based on mideva compiler

Chai Xilin1, Jiang Lide2,Feng Kai1

(1.Zhixing College, Northwest Normal University，Lanzhou 730070, China;2.Gansu Tianjian Construction Group Co., Ltd.，Lanzhou 730000, China)

This article mainly studies the method of using Mideva compiler to realize the mixed programming between Matlab and VC++. There are three main ways. In first one，the M file is compiled into executable files by the Mideva compiler, and then the executable file is executed by VC++.In second one, VC++ calls dynamic link library in the run，which is compiled from the M file by the Mideva compiler.In third one, Mideva compiler converts the M file into C++ code, then VC++ uses the converted code directly. Through a process of dialog-based MFC application instance, it is intuitive to demonstrate the implementation process of mixed programming for the foregoing three ways.

MABLAB;VC++; mideva compiler;mixed programming

TP311

A

1674-7720(2016)01-0023-04

柴西林，姜丽德，冯凯．基于Mideva编译器的MATLAB与VC++混合编程技术 [J] .微型机与应用，2016，35(1)：23-26

2015-09-10)

柴西林(1984-)，通信作者，女，硕士，讲师，主要研究方向：信号处理与智能控制。E-mail:chai.xilin@163.com。

姜丽德(1988-)，女，本科，主要研究方向：自动化仪器仪表。

冯凯(1983-)，男，本科，助理实验师，主要研究方向：电子与信息工程。