matlab-note-10

外部程序接口

在EXCEL中使用MATLAB

Spreadsheet Link程序

Spreadsheet Link程序是MATLAB提供的Excel与MATLAB的接口 ，通过Spreadsheet Link，可以在Excel工作区和MATLAB工作区之间进行数据交换，也可以在Excel中调用MATLAB的函数。

将Excel表格中的数据导出到MATLAB工作空间中

操作步骤

①在Excel中选中5列，单击 “开始”选项卡工具栏“MATLAB”按钮，从下拉列表中选“Send data to MATLAB”命令。

②在弹出的对话框中填入变量名sale，单击“确定”按钮完成导出操作

从MATLAB工作空间导入数据到Excel表格中

在Excel中调用MATLAB函数进行运算

MATLAB文件操作

文件打开与关闭

fopen函数

用于打开文件，其调用格式为：$fid=fopen(filename,permission)$

其中，fid为文件识别号，打开文件成功时，fid返回一整数，用来标识该文件；打开文件不成功时，fid值为-1。filename为待操作的文件名，permission为对文件的允许使用方式。

文件的使用方式：

• ‘r’：以读方式打开一个文件。
• ‘w’：以写方式打开一个文件。
• ‘a’：在该文件尾添加数据。
• ‘r+’：以读和写方式打开一个文件。

fclose函数

用于关闭已打开的文件，其调用格式为：$status=fclose(fid)$

fid是要关闭文件的标识号。如果fid为all，则关闭所有已打开的文件，但标准文件除外，即屏幕、键盘。返回0表示关闭成功，返回-1则表示关闭不成功。

文本文件的读写

fscanf函数和fprintf函数

fscanf函数用于读取文本文件的内容，fprintf函数用于将数据写入文本文件中。调用格式为：

$[A,count]=fscanf(fid,fmt,size)$

$count=fprintf(fid,fmt,A)$

其中，A用于存放读写的数据，count返回成功读写的数据元素个数；参数fid为文件标识号，fmt用以控制读取的数据格式，size用于指定A的大小。

• fmt由%加上格式符组成，常见的数值格式控制符如下：
  • ‘%d’：整数。
  • ‘%f’：小数形式的实数。
  • ‘%e’：科学计数法形式的实数。
  • ‘%c’：字符。
  • ‘%s’：字符串。
    在%之后还可以加上数据宽度。
• size可取值：
  • n：指定读取n个数据。
  • Inf：指定读取文件中的所有数据。
  • [m,n]：指定读取m×n个数据，数据按列顺序存放到矩阵A。

二进制文件的读写

fread函数和fwrite函数

fread函数用于读取二进制文件，fwrite 函数将数据写入文件。这是函数的调用格式。

$[A,count]=fread(fid,size,precision,skip)$

$count=fwrite(fid,A,precision)$

其中，A用于存放读写的数据，count返回读写成功的数据个数。fid为文件识别号，precision指定读写数据的类型，size用于指定A的大小，skip指定按比例周期性地跳过一些数据。

数据文件定位

fseek函数

该函数用于改变文件位置指针的位置，其调用格式为：

$fseek(fid, offset, origin)$

其中参数fid为文件识别号，offset表示位置指针相对移动的字节数；origin表示位置指针移动的参照位置。

• origin的可取值：

  • 'cof '或0表示文件指针的当前位置

  • 'bof '或-1表示文件的开始位置

  • 'eof’或1表示文件的结束位置

ftell函数

用于查询文件指针的当前位置，其调用格式为：

$position=ftell(fid)$

返回值为从文件头到指针当前位置的字节数。若返回值为-1，表示获取文件当前位置失败。

feof函数

用于判断当前的文件位置指针是否到达文件尾部：

$status=feof(fid)$

当到达文件结束位置时，返回值为1，否则为0。

在其他语言程序中读写MATLAB的数据文件

MAT文件的概念

MAT文件是MATLAB存储数据的标准格式。MAT文件中不仅保存变量的值，而且保存变量的名称和类型等。

• 在MATLAB中操作MAT文件：

  • save命令：将工作区的数据保存为MAT文件。

  • load命令：读取MAT文件中的数据并加载到工作区。

• 操作MAT文件的API函数封装于两个标准库文件中：

  • libmat.lib：包含对MAT文件的操作函数。

  • libmx.lib：包含对MAT文件中mxArray矩阵的操作函数。

C++程序中MAT文件的基本操作

在C++程序中，通过指向MAT文件的指针对文件进行操作，因此，首先需要申明一个文件指针.

定义指向MAT文件的指针

MATFile *mfp;

其中，MATFile指定指针类型，mfp为指针变量。

打开与关闭MAT文件

$mfp=matOpen(filename,mode)$

$matClose(mfp)$

其中，mfp为MATFile类型的指针，filename为待操作的文件名，mode为对文件的使用方式。如果文件打开成功，则返回文件句柄，否则返回NULL。

• MAT文件的访问方式：
  • ‘r’：只读模式。
  • ‘w’：只写模式。
  • ‘u’：更新模式。

读写MAT文件

$matPutVariable(mfp,name,mp)$

$matGetVariable(mfp,name)$

其中，mfp是已经定义的MAT文件指针，name是指定存储数据的变量名，mp是指向MATLAB工作区mxArray类型变量的指针。

写文件，如果文件中存在与name同名的变量，那么将覆盖原来的值；如果不存在同名的变量，则在文件末尾添加该变量。函数执行成功，返回0，否则返回一个非零值。

mxArray对象

MATLAB和其他应用软件或程序交换数据使用mxArray对象。

生成应用程序并运行

在MATLAB中调用其他语言编写的程序

MEX库函数

用于MEX程序与MATLAB环境交换数据和从MATLAB工作空间获取相应信息。

常用MEX库函数

• mexCallMATLAB：用于调用MATLAB函数。
• mexErrMsgTxt：输出从MATLAB工作空间获取运行过程错误信息。
• mexEvalString：用于在MATLAB环境中执行表达式。
• mexGetVariable：用于MEX文件从MATLAB工作区获取指定变量。
• mexPutVariable：用于MEX文件向MATLAB工作区输出指定变量。

MEX文件源程序的构成

MEX文件的编译

编译MEX程序

mex MEXDemo.cpp

调用MEX文件

rt=MEXDemo(11,13)

在其他语言程序中调用MATLAB函数

MATLAB引擎的概念

MATLAB引擎（engine）是用于和外部程序结合使用的一组函数和程序库，在其他语言程序中利用MATLAB引擎来调用MATLAB中的函数。

• 定义指向MATLAB引擎对象的指针

  Engine *mep

  其中，Engine指定指针类型，mep为指针变量。

• C++常用引擎函数包括：

  • Engine *engOpen(const char *startcmd);

    用于启动MATLAB计算引擎，打开一个MATLAB工作区，参数startcmd指定启动Matlab引擎的方式。

  • int engClose(Engine *ep);

    用于关闭计算引擎所打开的MATLAB工作区。

  • mxArray *engGetVariable(Engine *ep, const char *name);

    用于从MATLAB引擎工作区读取数据

  • int engPutVariable(Engine *ep, const char *name, const mxArray *pm);

    用于向MATLAB引擎工作区输出数据。

  • int engEvalString(Engine *ep, const char *string);

    用于执行MATLAB命令。

MATLAB引擎的使用

使用MATLAB的计算引擎，需要使用mxArray变量，用来在MATLAB的工作空间和其他应用程序交换数据。

• 创建mxArray变量。

  mxArray *mxCreateDoubleMatrix(mwSize m, mwSize n,mxComplexity CFlag);

• 给mxArray类型的变量赋值。

  void * memcpy ( void * destinationPtr, const void * sourcePtr, size_t num );

  其中，destinationPtr、sourcePtr分别为指向目标矩阵、源矩阵的指针，num指定复制的数据个数（size_t是engine.h中定义的unsigned int或unsigned long的类型名）。

• 将变量放入MATLAB引擎所启动的工作区中

MATLAB引擎程序的编译与运行

使用mex命令对源程序文件进行编译.

mex -client engine Mengine.cpp