高秋燕

（中北大學(xué) 信息與通信工程學(xué)院， 山西太原 030051）

0 引言

MATLAB是一個(gè)高效、完整的數(shù)學(xué)平臺(tái),它是一個(gè)高度集成的語言環(huán)境，在它的界面下可以獨(dú)立編程、運(yùn)行和調(diào)試，同時(shí)MATLAB本身對(duì)程序編寫也存在一些局限，使得它在很多情況下不夠靈活，運(yùn)行速度不夠快。而且，用戶必需在安裝有MATLAB系統(tǒng)的機(jī)器上使用.m文件，這樣就給工程計(jì)算帶來了很大不便，在處理一些實(shí)際應(yīng)用問題時(shí)顯得靈活性不足[1-2]。再就是MATLAB程序可被直接看到源代碼，因而算法和數(shù)據(jù)的保密性不好。

微軟公司開發(fā)的Visual C++具有強(qiáng)大的可視化集成編程環(huán)境，用它開發(fā)的系統(tǒng)具有界面友好、代碼效率高和執(zhí)行速度快等優(yōu)點(diǎn)，集成了功能強(qiáng)大的編輯器、編譯器、連接器和調(diào)試器等多種多樣的可視化編程工具，而且可以利用MFC編程漂亮的界面進(jìn)行控制。是目前綜合性最高、最強(qiáng)大、也是最復(fù)雜的軟件開發(fā)工具之一，應(yīng)用極為廣泛。因此利用MATCOM將兩者結(jié)合起來效果會(huì)很好，MATCOM與VC++具有良好的接口，只要包含必要的庫文件和頭文件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)MATLAB的.m文件轉(zhuǎn)化，使之轉(zhuǎn)化成C++代碼，而無需運(yùn)行MATLAB，來進(jìn)行混合編程研究，運(yùn)行速度非?？靃3]。

1 MATLAB，MATCOM與VC++特點(diǎn)

1.1 MATLAB的特點(diǎn)

美國Mathworks公司開發(fā)的MATLAB已成為一個(gè)國際公認(rèn)的優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件，使用廣泛，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)值分析、優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)、偏微分方程數(shù)值解、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)仿真、數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理等若干領(lǐng)域的計(jì)算和圖形顯示功能[4]。命令語句功能非常強(qiáng)大，包含了大量高度集成的函數(shù)可供直接調(diào)用，用戶無需具有高深的數(shù)學(xué)知識(shí)和程序設(shè)計(jì)能力，也不必深入了解算法及編程技巧，但又允許用戶自行建立指定功能的m文件，極易擴(kuò)展。隨著MATLAB的廣泛使用，還出現(xiàn)了為各個(gè)領(lǐng)域?qū)ｉT使用的工具箱函數(shù)，這些工具箱的出現(xiàn)使MATLAB的功能更強(qiáng)大。然而，MATLAB所固有的某些缺陷，諸如解釋性語言的低執(zhí)行效率，局限于MATLAB運(yùn)行環(huán)境而不利于商業(yè)開發(fā)，以及源代碼的公開而不利于算法與數(shù)據(jù)的保密性等等，都限制了MATLAB的推廣應(yīng)用[5]。

1.2 VC++的特性

Visual C++自從誕生以來，一直是Window環(huán)境下最主要的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)，它是與Win32緊密相連的C++語言的集成開發(fā)環(huán)境[6]。從底層軟件直到上層直接面向用戶的軟件都可以用VC++來完成開發(fā)，而且VC++強(qiáng)大的調(diào)試功能也為大型復(fù)雜軟件的開發(fā)提供了有效的排錯(cuò)手段，可以利用MFC設(shè)計(jì)漂亮的界面，與用戶直接接觸，這種VC++開發(fā)的系統(tǒng)具有容易維護(hù)和升級(jí)、界面友好、代碼效率高、執(zhí)行速度快等一系列優(yōu)點(diǎn)[7]。

1.3 基于MATCOM的MATLAB和VC++的結(jié)合

MATCOM是Mathworks公司推出的由MATLAB 到C++編譯開發(fā)軟件平臺(tái)，MATCOM的集成調(diào)試編譯環(huán)境是MIDEVA,是可視化的界面。使用MATCOM編譯器可以將MATLAB源代碼譯成同等功能的C++代碼，它既保持了MATLAB的優(yōu)良算法，又提高了執(zhí)行速度[8]。而且它還支持一定的圖形顯示，生成代碼的可讀性好，其具有簡單便捷、功能強(qiáng)大、靈活應(yīng)用的特點(diǎn)。在安裝MATCOM之前，必須先安裝好MATLAB和Visual C++，如果安裝成功，在VC++的開發(fā)環(huán)境的工具欄上會(huì)出現(xiàn)圖1所示的工具條。

圖1 Visual Matcom工具條

2 接口實(shí)現(xiàn)

以一個(gè)卡爾曼濾波器為例，通過MATCOM45實(shí)現(xiàn).m文件到C++代碼的轉(zhuǎn)換。

2.1 建立.m文件

啟動(dòng)MIDEVA,然后打開File再打開New，新建kalman.m文件，是一個(gè)卡爾曼濾波器的程序，如圖2所示。此時(shí)將.m文件保存到matcom45Debug目錄下即可。

圖2 kalman.m文件

2.2 將.m文件轉(zhuǎn)換成C++代碼

(1)在VC中用MFC AppWizard(exe)創(chuàng)建一個(gè)基于對(duì)話框工程，工程名字為：Test,然后在對(duì)話框上添加一個(gè)按鈕，按鈕的ID為IDC_DRAW，Caption為繪圖，添加繪圖后的對(duì)話框界面如圖3所示。

圖3 添加繪圖按鈕后的對(duì)話框界面

(2)此時(shí)，點(diǎn)擊圖1所示的第一個(gè)按鈕，就可以對(duì)kalman.m進(jìn)行m文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。然后把kalman.cpp的內(nèi)容拷貝到void CTestDlg::OnDraw()中。

(3)將 C:matcom45lib下的matlib.h和v4501v.lib文件和C:matcom45debug下的kalman.h文件拷貝到工程Test目錄下，然后在VC中將庫文件和頭文件加入到工程中：工程->添加工程->Files,選擇剛剛拷貝到Test目錄下的matlib.h、v4501v.lib和Test.h文件。轉(zhuǎn)化后生成的工程文件如圖4所示。

圖4.m文件轉(zhuǎn)換后生成的工程文件

2.3 界面如何顯示

（1）在TestDlg.cpp中加入如下代碼：#include"matlib.h" 和#include "kalman.h"

（2） 在 void CTestDlg::OnDraw()中 分 別 添加一個(gè)初始化類庫調(diào)用函數(shù)”initM(MATCOM_VERSION)”和一個(gè)結(jié)束類庫調(diào)用函數(shù)”exitM()”如圖5所示。

圖5 給按鈕添加的代碼

（3）點(diǎn)擊圖3中的繪圖按鈕，得到濾波曲線如圖6所示：一個(gè)濾波前的圖形，一個(gè)濾波后的圖形。

圖6 運(yùn)行結(jié)果

3 結(jié)論

MATCOM提供了MATLAB中.m文件與其他高級(jí)語言的接口，使復(fù)雜的接口變得非常簡單，并且使.m文件可以編譯為脫離MATLAB環(huán)境獨(dú)立執(zhí)行的可執(zhí)行性程序，這樣提高了代碼的復(fù)用率，提高了代碼的執(zhí)行速度，使純文本的.m文件變?yōu)槎M(jìn)制的可執(zhí)行程序，增加了知識(shí)保護(hù)的安全性。本文通過對(duì)實(shí)例的分析研究，從中感受到兩者結(jié)合進(jìn)行混合編程d的靈活和很好的可操作性，使用這種方法來提高了程序編寫的效率，取得了非常好的效果。

[1]譚志芳,劉一峰,賈小鐵.MATLAB 與C/C+ +語言混合編程的幾種方法[J].微型機(jī)與應(yīng)用,2001(2):8-10.

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[5]李天昀,葛臨東.綜述MA TLAB 與VC+ + 的交互編程[J].計(jì)算機(jī)仿真,2004,21(9):193-196.

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