Matlab混合编程7.ppt

《Matlab混合编程7.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Matlab混合编程7.ppt（115页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、Matlab语言 No.1,MATLAB基础篇、混合编程篇参考书: 朱衡君 MATLAB 语言及实践教程（第2版） 北京交通大学出版社 其它MATLAB混合编程参考书: 杨高波 精通MATLAB7混合编程 电子工业出版社 刘维 精通MATLAB与C+混合程序设计 北航出版社 何强 MATLAB扩展编程 清华大学出版社,MATLAB混合编程篇,第7章 MATLAB外部接口概述 第8章 创建C语言MEX文件,第7章 MATLAB外部接口概述,7.1 外部接口应用的类型 7.2 mxArray数据结构 7.3 mx函数应用 7.4 MATLAB的环境配置,7.1 外部接口应用的类型,MATLAB同其

2、它软件开发工具或者语言交互的能力是非常强大的。 1) 特别是MATLAB在Windows平台上支持Microsoft提出的COM标准； 2) 同时支持Java语言； 3) 因此，MATLAB几乎可以同Windows平台上任何一种软件或者开发语言进行交互。 不过，使用不同的工具解决不同的问题，往往一类问题又有很多种解决方法，但不是每一种都适合或者最佳。 例如：在解决利用C语言调用MATLAB算法的问题上，可以分别通过计算引擎和MATLAB函数库的方法解决，但是不同的方法各有优点和缺点，需要针对用户的需要来选择。,表7-1 MATLAB与其它开发工具语言交互的能力,1. 使用MEX文件调用已有的C

3、代码或者Fortran代码 创建MEX文件是外部接口应用的重点，也是所讲述内容的重点。MEX从字面上是MATLAB Executable 两个单词的缩写。 1）MEX文件类似于M文件，是一种能够在MATLAB环境中可以被 MATLAB的解释器解释并执行的函数文件； 2）MEX文件可以直接使用C语言或者Fortran语言来编写，在相应的C语言或者Fortran语言代码中，就可以调用已有的大量C语言或者Fortran语言算法。 3）在MATLAB中调用MEX文件时，就好像调用MATLAB的内建函数或者M文件函数一样，语法结构和输入、输出参数都符合MATLAB的标准。 利用MEX文件可以完成：,利用

4、MEX文件可以完成如下： * 在MATLAB中使用已有的C语言或者Fortran语言代码，避免重复劳动。 * 解决M语言运行速度的瓶颈。 * 隐藏算法的细节。 * 通过C语言对计算机硬件设备进行操作，扩展MATLAB的能力。,2. 通过MATLAB计算引擎在C代码或者Fortran代码中调用MATLAB MATLAB计算引擎应用程序是那些通过特殊的通信方式与MATLAB进程相互交互的C语言或者Fortran语言应用程序。 1）计算引擎在不同的平台上使用不同的通信方法。 例如在UNIX平台上使用管道(pipes)，而在Windows平台上使用COM接口-IEngine。 2）MATLAB计算引擎

5、从应用上与MEX文件正好相对，它提供在C/Fortran语言应用程序中调用MATLAB，将MATLAB作为后台计算处理平台的能力。,利用MATLAB计算引擎可以完成： 1） 利用C语言或者Fortran语言开发前台应用程序，调用MATLAB丰富的算法库，充分利用不同开发工具的优势和长处。 2）在UNIX平台中，用户不仅可以在本地计算机上调用MATLAB计算引擎服务，而且可以通过网络调用其它计算机平台上的MATLAB计算引擎服务，充分利用网络上的计算资源。 3）MATLAB的计算引擎应用简单、灵活。但是惟一的缺点：就是C语言或者Fortran语言开发的应用程序无法脱离MA TLAB环境，所以使得

6、应用计算引擎必须安装一套MATLAB。,3. C语言或者Fortran语言应用程序读写MAT数据文件 MAT数据文件是MATLAB独有的一种数据文件格式，这种数据文件是一种二进制文件，能够跨平台使用。MAT数据文件的后缀名称是.mat。 一般地，MAT数据文件都是在MATLAB环境中进行读写的，不过可以利用MATLAB提供的函数库完成： C语言或者Fortran语言读写MAT数据文件的程序开发，这样就能够充分利用MAT数据文件跨平台应用的优势了。,4. 在M语言中调用Java类 MATLAB的Java接口包括： 1）调用Java API类(class)和包(package)，完成Java核心功

7、能。 2） 调用第三方定义的Java类(class)。 3）在MATLAB 环境下创建Java对象。 4）使用Java语法或MATLAB语法使用Java对象的方法。 5） 在Java对象和MATLAB之间交互数据。,5. 在MATLAB中加载动态链接库 Windows平台下的动态链接库包含了一组函数，这些函数可以被不同的应用程序来调用，这些文件就是共享库在Windo ws平台下的实现，这些文件的扩展名为.dll。 在应用程序运行的时候，动态库被自动加载到内存中，利用库函数完成计算或者某些操作。 MATLAB提供了相应的接口函数，可以将通用的动态链接库加载到MATLAB环境中，这样在M语言程序中

8、就可以直接调用动态链接库包含的函数了。,注意： 在MATLAB中加载动态链接库是MATLAB 6.5.1版新增加的功能， MATLAB早期的版本还不具备这些能力。如果需要在MATLAB 6.5版本中实现加载动态链接库的功能，则需要在Mathworks公司的网站上下载一个补丁文件，该文件的超链接如下： ftp:/ /s33513/GenericDll_1p1.exe 将该文件下载并安装后，就可以在MATLAB 6.5中实现该功能了。,6. MATLAB的COM应用 Windows 平台上的MATLAB可以完成COM客户端或者服务器应用程序的开发，尽管MATLAB的COM应用也是外部接口的内容，但

9、是由于COM应用相对难度较大，涉及的软件工具种类多，所以关于COM应用的内容在MATLAB应用程序集成与发布一书中详细讲述。 同样有关动态数据交换(DDE)的内容也在MATLAB应用程序集成与发布一书中详细讲述。 在上述各种外部接口应用中，最重要也是最常用的就是MEX文件，所以在本课程中，将重点讲解MEX文件的混合编程方法。,7.2 mxArray 数 据 结 构,1）Matlab 是以矩阵为基本单位的。 2）与C语言不同，在C语言中，只有基本的双精度、整数、字符类型的变量定义，与MATLAB中的相应类型变量定义是不一样。 3）为了能够在C语言中表示MATLAB的数据，MATLAB提供了一个特

10、殊的C语言结构mxArray。 4）这结构就是用来在C语言中表示MATLAB数据的，在MATLAB的C语言外部接口编程中将大量使用该结构。,7.2 mxArray 数 据 结 构,7.2.1 mxArray的定义 mxArray本身是一个C语言的结构（实现在C语言中表示MATLAB的数据），该结构的定义在Matrix.h文件中，它的定义如下： struct mxArray_tag void *reserved; int reserved12; void *reserved2; int number_of_dims;,unsigned int reserved3; struct unsigned

11、 int scalar_flag : 1; unsigned int flag1 : 1; unsigned int flag2 : 1; unsigned int flag3 : 1; unsigned int flag4 : 1; unsigned int flag5 : 1; unsigned int flag6 : 1; unsigned int flag7 : 1; unsigned int private_data_flag : 1; unsigned int flag8 : 1;,unsigned int flag9 : 1; unsigned int flag10 : 1; u

12、nsigned int flag11 : 4; unsigned int flag12 : 8; unsigned int flag13 : 8; flags; unsigned int reserved42; union struct void *pdata; void *pimag_data; void *reserved5;,int reserved63; number_array; data; ;,mxArray结构由很多个字段组成，这些字段完成了记录MATLAB数据的工作。一般地，mxArray在记录一个数据时，需要保存下列信息： 数据类型。 数组维数。 与数组相关的数据(尺寸和数据

13、)。 如果是数值对象，则保存数据对象是实数还是虚数。 如果是稀疏矩阵，则保存矩阵中非零元素的个数和索引。 如果是结构和对象，则保存字段的数量和相应的名称。,从图7-1可以看出，mxArray将MATLAB数据的信息分别保存在不同的字段里； 例如m和n分别表示二维矩阵的行数和列数；对于多维数组，m是矩阵的行数，而n是数组中每一个矩阵的列数、页面数和其它数据的乘积。维数保存着数据对象实际的维数。 而size字段存储着每个维存储数据元素的个数。 pr为实部数据的指针，pi是虚部数据的指针，如果没有虚部数据，则pi为NULL。 但是，在mxArray数据结构的定义中是不能直接找到这些字段的对应关系的，

14、如果需要操作该数据对象，则需要使用专门的函数。,一般的情况下，直接操作mxArray对象比较困难，而且在使用mxArray数据对象时，都必须使用mxArray数据类型的指针来完成工作。 为了便于创建和访问mxArray数据对象，MATLAB提供了相应的函数，这些函数就是MATLAB提供的mx函数，该函数具有C语言的形式和Fortran语言的形式，利用这些函数不需要直接对mxArray结构对象的字段进行赋值或者读取了。 关于C语言的mx函数创建数据对象的方法将在下一小节进行介绍，而详细的C语言和Fortran语言mx函数的解释请参阅MATLAB的帮助文档。,在进行外部接口编程时，获取数据类型信息

15、是经常需要的一种操作。在mxArray结构中同样也保存着这样的信息，这类信息是通过mxClassID的枚举类型变量来保存的，该枚举类型定义如下：,typedef enum mxUNKNOWN_CLASS = 0, mxCELL_CLASS, mxSTRUCT_CLASS, mxLOGICAL_CLASS, mxCHAR_CLASS, mxSPARSE_CLASS, /* OBSOLETE! DO NOT USE */,mxDOUBLE_CLASS, mxSINGLE_CLASS, mxINT8_CLASS, mxUINT8_CLASS, mxINT16_CLASS, mxUINT16_CLAS

16、S, mxINT32_CLASS, mxUINT32_CLASS, mxINT64_CLASS, /* place holder - future enhancements */,mxUINT64_CLASS, /* place holder - future enhancements */ mxFUNCTION_CLASS, mxOPAQUE_CLASS, mxOBJECT_CLASS mxClassID;,在MEX文件中进行数据类型判断时，将返回mxClassID类型的变量。 此外，针对复数和实数也定义了一个枚举类型，该枚举类型的变量将在C语言应用程序中加以定义。它的定义如下： typed

17、ef enum mxREAL, mxCOMPLEX mxComplexity;,在C语言中创建mxArray数值类型对象需要指定数据是复数类型还是实数类型。 为了能够保存字符串类型的变量，在Matrix.h文件中还专门定义了相应的数据类型mxChar。mxChar 是 mxArray存储字符类型数据时使用的变量类型，该数据类型使用了16位的无符号整数，定义如下： typedef uint16_T mxChar; 这里unit16_T是MATLAB自定义的数据类型符号，相当于C语言中unsigned int的定义。,为了便于用户学习外部接口编程，MATLAB也提供了相应的示例。 在Windows

18、平台下，这些示例都保存在MATLABROOT extern examples目录中，在mex子目录下都是相应的MEX函数文件例子， 其中有一个实例文件名为explore.dll，它是一个C语言的MEX函数文件，功能是显示MATLAB数据对象的维数、尺寸和类型信息，将该文件拷贝到当前的工作路径下，然后在MATLAB中运行下面的指令：, x = 3; explore(x) - Name: prhs0 Dimensions: 1x1 Class Name: double - (1,1) = 3,在自己的MATLAB中运行下面的指令： explore (1 2 3 4 5) explore 1 2 3

19、 4 5 explore (1 2 3 4 5) explore (int8(1 2 3 4 5) explore 1 2 3 4 5 explore (sparse(eye(5) explore (struct(name,Joe Jones,ext, 7332) explore (1, 2, 3, 4, 5) 可查看MATLAB相应的输出。,7.2.2 外部接口函数 前一小节曾经提及为了完成创建、访问mxArray数据对象的操作，MATLAB提供了相应的函数，这些函数是mx函数。 mx函数是MATLAB外部接口函数的一种，针对不同外部接口应用，MATLAB提供了不同类型的函数，其中mx是这些

20、函数共有的前缀。 在表7-2中对C语言和Fortran语言外部接口应用程序中常用的函数进行了分类总结。,表7-2 MATLAB外部接口函数类型,7.3 mx 函 数 应 用,7.3.1 数值矩阵 MATLAB中基本的数据类型有两种，一种是双精度数据，另外一种是字符串，其中双精度数据可以是标量、向量或者矩阵，也可以是多维的数组。 MATLAB都将其看作矩阵或者数组，又由于这些数组或者矩阵的元素都是数字，因此又将其称之为数值矩阵或者数值数组。本小节将介绍外部接口编程中通过mx函数创建使用数值矩阵的方法。,1. 标量 所谓标量，就是具有一个元素的矩阵，也就是11的矩阵。利用mx函数创建标量的方法非常

21、简单，只需要用函数mxCreateDoubleScalar就可以了，该函数的C语言定义如下： mxArray *mxCreateDoubleScalar(double value); 函数的输入参数是双精度类型的数据，可以是常量或者变量，而输出参数是mxArray数据结构的对象。使用该函数的方法参见下面的代码片段：,double realdata = 1.0; mxArray *Data; /* 创建mxArray数据对象- 双精度标量 */ Data = mxCreateDoubleScalar(realdata); 见data.c,2. 向量和矩阵 由于在C语言中向量和矩阵都可以看作为二维

22、数组，不过向量是1n或者n1的二维数组(矩阵)，所以在C语言中创建向量和矩阵都是使用同一个函数。 创建双精度类型矩阵可以使用mxCreateDoubleMatrix函数，该函数的定义如下： mxArray *mxCreateDoubleMatrix(int m, int n, mxComplexity ComplexFlag);,该函数的输入参数是： 矩阵的行数m和列数n； 以及数据是复数或者实数的标志。 该函数若成功执行，则返回变量为mxArray数据结构的对象指针。若不能成功执行，则在独立可执行应用程序中返回NULL，在MEX函数中返回MATLAB命令行窗口。 通过该函数创建的双精度类型矩

23、阵还没有实际的元素，而矩阵具体的元素的创建还需要通过另外的操作才能完成。创建双精度类型矩阵的完整过程参阅下面的代码片段：,double realdata=1,2,3,4,imagdata=1,2,3,4; double *pr, *pi; mxArray *Data; /int flag;/ /* 创建mxArray数据对象- 22复数矩阵 */ Data = mxCreateDoubleMatrix(2,2,mxCOMPLEX); /*获取双精度类型矩阵的实部和虚部数据指针*/ pr = mxGetPr(Data); pi = mxGetPi(Data); /*复制数据完成赋值*/ memc

24、py(pr,realdata,4*sizeof(double); memcpy(pi,imagdata,4*sizeof(double); 见data1.c,在上面的代码片段中完成了双精度类型矩阵的创建， 其中使用mxGetPr函数和mxGetPi函数获取了矩阵实部和虚部的指针， 然后通过memcpy函数通过复制内存数据的方法完成整个矩阵数据的赋值。上述mxArray数据类型对象创建的过程完整地说明了在C语言中创建MATLAB数据对象的完整过程： 首先使用mx函数创建指针完成mxArray数据类型指针的内存分配； 然后通过mxGetPr和mxGetPi函数获取mxArray数据类型的实部数据指

25、针和虚部数据指针； 最后是用内存复制的方法完成数据的赋值。 而操作mxArray类型数据指针的过程是通过mxGetPr和mxGetPi函数获取mxArray数据对象的指针，然后通过内存复制的方法将具体的数据赋值给相应的C语言双精度类型变量。,3. 任意数值数组 众所周知，除了双精度类型，MATLAB还支持整数类型、单精度类型等其它数值类型，也可以创建三维甚至更多维的数组。在外部接口应用中，通过不同函数可以完成同样的操作。如果需要创建任意类型数据的矩阵可以使用mxCreateNume ricMatrix函数，该函数的定义如下： mxArray *mxCreateNumericMatrix(int

26、 m, int n, mxClassID class, mxComplexity ComplexFlag); 该函数的输入参数是： 矩阵的行数m和列数n、矩阵的数据类型class以及实数或者复数的标志。,下面的代码片段说明了创建32位整数类型复数矩阵的方法： /* 实部数据和虚部数据 */ long realdata = 1,2; long imagdata = 1,2; /* 实部虚部数据的指针 */ long *pr,*pi; mxArray *Data; /* 创建mxArray数据对象- 双精度标量 */ Data = mxCreateNumericMatrix(1,2,mxINT32

27、_CLASS,mxCOMPLEX); /* 获取实部数据和虚部数据的指针 */,pr = mxGetPr(Data); pi = mxGetPi(Data); /* 通过内存复制的方法完成赋值 */ memcpy(pr,realdata,2*sizeof(long); memcpy(pi,imagdata,2*sizeof(long); 见data2.c,上述代码片段创建的数据为 ans = 1.0000 + 1.0000i 2.0000 + 2.0000i 其数据类型为 Name Size Bytes Class ans 1x2 16 int32 array (complex) Grand

28、total is 2 elements using 16 bytes,如果需要创建任意类型数据的多维数组可以使用mxCreateNumericArray函数，该函数的定义如下： mxArray *mxCreateNumericArray(int ndim, const int *dims, mxClassID class, mxComplexity ComplexFlag); 该函数的输入参数分别为： 数组的维数ndim、每一维的尺寸*dims、数组的数据类型class以及实数或者复数的标志。 其中每一维的尺寸需要保存在一个数组中ndims，返回的参数为mxArray数据类型的指针。,使用mx

29、CreateNumericArray函数创建多维数组的过程参见下面的代码片段： /* 数组的实际数据 */ double realdata = 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11; /* 多维数组的每一维尺寸 */ int ndims = 2,2,3; double *pr; mxArray *Data; /* 创建mxArray数据对象- 双精度三维数组 */ Data = mxCreateNumericArray(3,ndims,mxDOUBLE_CLASS,mxREAL); /* 获取数组的实部数据指针 */,pr = mxGetPr(Data); /* 通过内存赋值的方

30、法完成数据的赋值 */ memcpy(pr,realdata,12*sizeof(double); 上述代码片段创建的多维数组是 ans(:,:,1) = 0 2 1 3 ans(:,:,2) = 4 6 5 7 ans(:,:,3) = 8 10 9 11 见data3.c,这里主要需要说明： C语言中数组的序列是以行元素优先的，而MATLAB的数组是以列元素优先的，所以在上述代码创建的数组中，realdata数组数据出现在MATLAB的顺序为列元素排列。 另外，C语言数组的起始元素序号为0，而MATLAB数组元素起始序号为1。 在创建多维数据的时候需要注意，当数组数据的个数不满足实际多维数

31、组的个数时，不足的数据将自动使用数据0来初始化。,7.3.2 字符串 MATLAB另外一种的基本数据类型就是字符串类型。同C语言不同的是，MATLAB中只有字符串一种数据类型来表示文本信息，而C语言中有字符类型和字符串类型两种不同的数据表示文本信息。 在外部接口应用程序中创建mxArray数据类型对象表示字符串数据可以通过不同的函数来完成，其中，将C语言的字符串转变为MATLAB字符串最简单的函数是mxCreateString函数，它的定义如下： mxArray *mxCreateString(const char *str);,1 ) 该函数的输入参数是字符串的内容，输入参数是C语言的字符串

32、常量，而输出参数就是mxArray数据类型的对象，该对象就是MATLAB的字符串。 使用mxCreateString函数创建字符串的方法参见下面的代码片段： mxArray *Data; /* 创建mxArray数据对象- 字符串 */ Data = mxCreateString(“Isnt MATLAB Great?“); 见data4.c,2)Matlab 还提供其他函数创建字符数组（向量、矩阵或多维数组） mxArray *mxCreateCharArray(int ndim,const int *dims); 函数输入参数: 数组维数ndim， 每一维的尺寸*dims ； 数组数据通过

33、mx内存复制。 Unsigned short data=65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76; int ndims=2,2,3; unsigned short *pr ;,/* 创建mxArray 数据对象-字符类型多维数组*/ Data=mxCreateCharArray（3，ndims）； /*获取数据指针*/ Pr=mxgetpr（Data）； /*通过内存赋值的方法完成数据赋值*/ mempcy（pr，data，12*sizeof（short）； 结果： Ans(:,:,1) AC BD Ans(:,:,2) EG FH Ans(:,:,3) IK J

34、L 见data5.c,注意： 在MATLAB中每个字符数组元素占用两个字节的内存空间，所以在C语言代码中，使用unsigned short类型的数据为字符数组进行赋值。数组元素的顺序是以列元素优先的。 3) 如果创建字符串矩阵，还可以使用函数mxCreateChar MatrixFormString，该函数可以用来创建二维的字符串矩阵，它的定义如下： mxArray *mxCreateCharMatrixFromStrings(int m, const char *str);,该函数的输入参数: 字符串矩阵的行数以及矩阵中的内容，该函数能够自动判断输入的字符串内容的长度，并且使用所有字符串中最

35、长的长度来分配MATLAB字符串占用的内存。 该函数创建字符串矩阵的方法参考下面的代码片段： /*字符串矩阵的内容*/ char *string = “MATLAB“,“外部接口“,“编程“; mxArray *Data; /* 创建mxArray数据对象- 字符串矩阵 */ Data = mxCreateCharMatrixFromStrings(3,string);,上述代码片段创建的字符串矩阵为 ans = MATLAB 外部接口 编程 whos Name Size Bytes Class ans 3x6 36 char array 见data6.c,7.3.3 逻辑数组 逻辑数组在MA

36、TLAB中是一类特殊的数据类型，一般进行任何关系运算得到的结果就是逻辑类型的数据。 在其它的高级语言中，一般将这种数据称之为布尔类型变量，这种变量只有两种可能的取值。 在MATLAB中，用1代表逻辑真，用0表示逻辑假。逻辑数组每一个元素占用一个字节的内存。 外部接口应用程序同样提供了不同的函数来创建逻辑数组。和创建数值矩阵类似，逻辑数组也分为创建标量、矩阵和多维数组的函数。,）创建逻辑类型的标量需要使用的函数定义如下： mxArray *mxCreateLogicalScalar(mxLOGICAL value); 该函数输入参数的类型为mxLOGICAL；这种数据类型就是C语言中表示布尔类型

37、的数据类型，一般为bool。 函数的输出参数是mxArray数据类型的对象，表示逻辑量。 ）如果创建逻辑类型的矩阵，则需要使用函数mxCreateLogicalMatrix，该函数的定义如下： mxArray *mxCreateLogicalMatrix(int m, int n);,该函数的输入参数是逻辑矩阵的行数m和列数n，函数的输出参数是mxArray数据类型的对象，它表示逻辑量矩阵。 如果创建逻辑类型的多维数组，则可以使用函数mxCreateLogicalArray，该函数的定义如下： mxArray *mxCreateLogicalArray(int ndim, const int

38、*dims); 该函数的输入参数： 数组的维数ndim； 每一维的尺寸*dims 函数的输出参数：mxArray数据类型的对象，它表示逻辑数组。,下面的代码片段说明了使用mxCreateLogicalArray函数创建逻辑数组的过程： /*逻辑数组的数据*/ bool data = 0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1; /*数组的尺寸*/ int ndims = 3,4; /*数据的指针*/ mxLogical *pr; mxArray *Data; /* 创建mxArray数据对象- 逻辑类型数组 */ Data = mxCreateLogicalArray(2,ndims);,

39、/*获取数据的指针*/ pr = mxGetLogicals(Data); /* 通过内存赋值的方法完成数据的赋值 */ memcpy(pr,data,12*sizeof(mxLogical); ）在创建逻辑数组时，不能使用mxGetPr函数来获取数据的指针，而是使用mxGetLogicals函数获取逻辑数组数据的指针，该函数的定义如下： mxLogical *mxGetLogicals(const mxArray *array_ptr); 函数的输入参数是表示逻辑数组的mxArray数据类型对象，返回的输出参数是mxLogical类型的数据指针，为mxArray数据类型对象中所包含的数据首地

40、址。,上述代码片段得到的逻辑类型矩阵如下： ans = 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 whos Name Size Bytes Class ans 3x4 12 logical array Grand total is 12 elements using 12 bytes 见data7.c,在MATLAB中存在大量的以is为前缀的函数，这些函数主要是完成逻辑判断操作的函数，函数返回的变量类型也是逻辑类型数组。 在外部接口编程中同样也存在相应的函数可以完成逻辑判断操作。 这些函数就是以mxIs为前缀的mx函数，这些函数多数是用来完成数据类型的判断，但是返回的变量不是逻辑类型的m

41、xArray数据对象，而是bool类型的数据，也就是mxLogical类型的数据。,7.3.4 元胞数组 元胞数组是MATLAB特有的一种数据类型，用户可以将元胞数组看作成为广义矩阵。组成元胞数组的元素可以是各种类型的MATLAB数据，既可以是标量、向量，也可以是矩阵甚至是多维数组。 在外部接口应用程序中，通过mx函数创建元胞数组的过程比创建普通的数据要略微繁琐：,首先，创建元胞数组的各个元胞数据； 然后，创建元胞类型的数据对象指针； 最后，将元胞数据赋值给元胞数组的各个元素。 创建其它类型数据的函数在其它小节都已经介绍了，而创建元胞数组的函数有两个，分别用来创建元胞类型的矩阵和元胞类型的数组

42、。,）创建元胞类型矩阵 函数定义如下： mxArray *mxCreateCellMatrix(int m, int n); 该函数的输入参数：矩阵的行数m和列数n； 返回的输出参数：元胞矩阵的mxArray数据类型对象指针。,）创建元胞类型数组 函数定义如下： mxArray *mxCreateCharArray(int ndim, const int *dims); 该函数的输入参数： 数组的维数ndim； 每一维的尺寸*dims。 返回的输出参数： 元胞数组的mxArray数据类型对象指针。,3）创建了元胞数组的mxArray数据类型对象指针后，需要使用mxSetCell函数将已经创建好

43、的元胞数据赋值给具体的元胞数组。 mxSetCell函数的定义如下： void mxSetCell(mxArray *array_ptr, int index, mxArray *value); 该函数没有返回的输出参数。 输入参数：分别为元胞数组的mxArray数据类型对象指针array_ptr；元胞元素的索引index；元胞数据的mxArray数据类型对象指针value。,下面的代码片段说明了创建元胞数组的过程： /* 元胞数组的指针 */ mxArray *Data; /*实际数据的指针 */ mxArray *string; mxArray *multi; mxArray *scala

44、r; int ndims = 2,2,2; double realdata = 1,2,3,4,5,6,7,8; double *pr;,/*创建字符串类型变量*/ string = mxCreateString(“Isnt MATLAB Great?“); /*创建多维数值数组*/ multi = mxCreateNumericArray(3,ndims,mxDOUBLE_CLASS,mxREAL); pr = mxGetPr(multi); memcpy(pr,realdata,8*sizeof(double); /*创建标量*/ scalar = mxCreateDoubleScalar

45、(10); /*创建元胞数组*/ Data = mxCreateCellMatrix(1,3); /*使用mxSetCell函数设置元胞的数据*/ mxSetCell(Data,0,string); mxSetCell(Data,1,multi); mxSetCell(Data,2,scalar);,上述代码片段创建的元胞数组为 见data8.c ans = Isnt MATLAB Great? 2x2x2 double 10 whos Name Size Bytes Class ans 1x3 290 cell array Grand total is 31 elements using 2

46、90 bytes,需要注意： 在C语言中数组的起始元素序号为0，所以，使用mxSetCell函数设置元胞数组数据的时候，第一个元胞数据应该用数字0作为序号。,7.3.5 结构数组 结构类型的数据和元胞类型的数据非常类似，在MATLAB中还有专门的函数完成两者之间的转换。 结构类型的数据是由若干记录组成的； 每一个记录保存在结构的字段中； 结构保存的数据可以是任意类型的MATLAB数据。,在外部接口应用程序中，创建结构数组的过程和创建元胞数组的过程也非常类似，基本过程如下： 首先，准备不同字段的数据。 其次，创建结构类型的数据对象指针。 最后，使用mx函数完成结构数据的赋值。,1） 创建结构类型

47、矩阵 函数定义如下： mxArray *mxCreateStructMatrix(int m, int n, int nfields, const char *field_names); 结构矩阵的函数输入参数比较多： 矩阵的行数m和列数n，字段的个数nfields，字段名称的字符串数组field_names。 结构矩阵函数的输出参数：mxArray数据类型的数据对象指针表示一个结构矩阵。,2）创建结构类型数组 函数定义如下： mxArray *mxCreateStructArray(int ndim, const int *dims, int nfields,const char *fiel

48、d_names); 创建结构数组函数的输入参数： 分别为数组的维数ndim，数组每一维的尺寸*dims，字段的个数nfileds，字段名称的字符串数组field_names。 函数的输出参数： mxArray数据类型的数据对象指针，表示一个结构类型的数组。,/* 结构类型数据的指针 */ mxArray *Data; /* 结构中实际数据对象 */ mxArray *string; mxArray *scalar; int field_num = 0; /* 字段名称 */ char Fields =“String“,“Scalar“; /*创建结构的数据 */ string = mxCreateString(“Isnt MATLAB Great?“);