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介紹了VB與MATLAB混合編程的方法,二者結(jié)合可以充分利用VB的方便快捷和MATLAB軟件工具箱的強(qiáng)大功能｡ MATLAB是MathWorks公司開(kāi)發(fā)的科學(xué)計(jì)算環(huán)境,具有強(qiáng)大的計(jì)算繪圖能力,提供大量的函數(shù)庫(kù)､工具箱,幾乎涵蓋了所有的工程計(jì)算領(lǐng)域,被譽(yù)為“演算紙”式的工程計(jì)算工具｡但是MATLAB語(yǔ)言是一種解釋執(zhí)行的腳本語(yǔ)言,運(yùn)算速度較慢是一個(gè)比較突出的問(wèn)題｡ Visual Basic作為一門(mén)易學(xué)易用的編程語(yǔ)言,受到很多工程技術(shù)人員的青睞,其執(zhí)行速度相對(duì)較快,界面友好｡因此實(shí)現(xiàn)VB與MATLAB混合編程,可以為科研工作和工程應(yīng)用提供有力的技術(shù)支持｡ 1 基本思路及實(shí)現(xiàn)方法 MATLAB提供了與C++､Fortran的程序接口,并沒(méi)有提供直接與VB的接口｡目前VB與MATLAB混合編程方面主要使用以下一些方法: (1)在VB中通過(guò)調(diào)用MATLAB的引擎(Engine)接口,使用Windows的OLE或ActiveX通道與MATLAB通信｡ 通過(guò)Object.Execute MATLAB語(yǔ)句 在程序中直接使用MATLAB提供的函數(shù)庫(kù)和圖形庫(kù)｡這種方法可以較快地編寫(xiě)出程序;但在調(diào)用引擎時(shí),會(huì)在后臺(tái)啟動(dòng)一個(gè)MATLAB進(jìn)程,影響程序運(yùn)行速度,占用內(nèi)存｡ (2)通過(guò)使用嵌入VB的矩陣函數(shù)庫(kù)MatrixVB的方法｡MatrixVB是由原MathTools公司開(kāi)發(fā)的第三方插件,利用與MATLAB相似的函數(shù)､語(yǔ)法嵌入到VB中,可以象使用VB的函數(shù)､命令一樣使用MATLAB函數(shù)｡這種方法語(yǔ)法和函數(shù)使用比較簡(jiǎn)單,編程效率很高,幾乎完全融入VB語(yǔ)言,特別對(duì)圖形的處理非常方便,彌補(bǔ)了其他方法在圖形處理上的弱點(diǎn)｡安裝后,只需在打開(kāi)的工程中添加MatrixVB庫(kù)即可(在工程->引用對(duì)話(huà)框中選中MMatrix)｡但由于其仍然采用解釋執(zhí)行,執(zhí)行效率較低,實(shí)時(shí)運(yùn)算難以實(shí)現(xiàn)｡ (3)借助Visual C++與MATLAB的接口,將MATLAB的程序文件(.M)編譯為動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(.DLL),VB在代碼中調(diào)用生成的.DLL中的函數(shù),實(shí)現(xiàn)算法,便于用戶(hù)脫離MATLAB環(huán)境使用｡由于算法部分采用C++語(yǔ)句,運(yùn)行速度較快,可應(yīng)用于實(shí)時(shí)運(yùn)算｡這種方法對(duì)開(kāi)發(fā)者在設(shè)置和編程上有一定要求,本文將詳細(xì)闡述具體實(shí)現(xiàn)步驟｡其基本思路如圖1所示｡ 第一步,編寫(xiě)M文件｡在MATLAB中打開(kāi)Editor,按照MATLAB程序格式輸入代碼,實(shí)現(xiàn)算法,調(diào)試成功｡注意:M文件必須以Function開(kāi)始,避免在VC++中出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤｡ 第二步,使用MATLAB6.0新提供的編譯插件MATLAB Add-in在VC++中轉(zhuǎn)換為C文件｡在轉(zhuǎn)換前做好MATLAB與VC++的接口連接｡步驟如下: 在MATLAB中運(yùn)行“mex -setup”,選擇Microsoft Visual C/C++ version 6.0選項(xiàng),安裝MATLAB Add-in文件到VC++目錄,確認(rèn);接著運(yùn)行“mbuild -setup”,選擇Microsoft Visual C/C++ version 6.0作為本地默認(rèn)編譯器;然后在MATLAB下運(yùn)行“cd prefdir ”和“mccsavepath”命令,MATLAB Add-in可以脫離MATLAB環(huán)境找到MATLAB路徑｡ 在VC++中選擇“工具tools ->定制(customize)->附加項(xiàng)和宏文件?Add-ins and Macro Files 頁(yè)”,選中“MATLAB Add-in”｡這樣,在VC++工具欄出現(xiàn)MATLAB Add-in圖標(biāo),在VC++新建工程對(duì)話(huà)框中會(huì)出現(xiàn)“MATLAB Project Wizard”｡至此連接工作完成｡ 打開(kāi)VC++,在新建工程中選擇“MATLAB Project Wizard”,按照提示,選擇“Shalled M-dll”,輸入M文件位置,VC++開(kāi)始轉(zhuǎn)換｡如果M文件沒(méi)有錯(cuò)誤,在工程文件夾中會(huì)生成一系列.C文件｡其中與M文件同名的.C文件即為轉(zhuǎn)換的C代碼｡ 第三步,編譯DLL文件(強(qiáng)烈建議不要對(duì)剛剛生成的C代碼作任何修改)｡選擇“編譯”菜單,構(gòu)建.DLL文件,在文件夾中會(huì)生成與工程名相同的DLL文件｡ 第四步,在VB中調(diào)用DLL文件｡在第二步生成的C代碼中找到所要的接口函數(shù),注意大小寫(xiě),記下函數(shù)名｡在VB中使用Declare語(yǔ)句聲明這個(gè)函數(shù)｡在窗體的“通用-聲明”輸入如下語(yǔ)法: Declare Function /Sub <函數(shù)名> Lib “ 在程序代碼中直接調(diào)用聲明的函數(shù)即可｡需要注意的是函數(shù)調(diào)用過(guò)程中的參數(shù)傳遞問(wèn)題｡由于VB和C的數(shù)據(jù)類(lèi)型以及參數(shù)傳遞形式不太一樣,傳遞不當(dāng),可能會(huì)造成調(diào)試?yán)щy｡特別是MATLAB中用到的大量矩陣(數(shù)組)參數(shù),調(diào)用需十分當(dāng)心｡本文在下面例子中采用文件方式傳遞參數(shù),利用VB和MATLAB的文件讀寫(xiě)功能傳遞數(shù)組參數(shù),對(duì)于實(shí)時(shí)性要求不高的應(yīng)用,可以方便穩(wěn)妥地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞｡ 2 應(yīng)用舉例 在VB中利用隨機(jī)數(shù)生成16個(gè)10以?xún)?nèi)的整數(shù),作為一個(gè)信號(hào)序列,利用MATLAB的快速傅立葉變換函數(shù)(FFT())對(duì)序列進(jìn)行變換,再將變換結(jié)果傳遞回VB,并顯示在窗體上｡ 在MATLAB中編輯好M文件(test.m),實(shí)現(xiàn)讀取序列文件及FFT并寫(xiě)回序列文件,調(diào)試成功｡代碼如下: function t fid=fopen＇t.txt＇＇rt+＇ %以讀寫(xiě)文本方式打開(kāi) 文件 account=fscanffid＇%d＇ %文件以整數(shù)格式讀入 矩陣a m=fftacount %FFT運(yùn)算 frewindfid %文件指針指向文件頭 fprintffid＇%f\n＇m %向文件寫(xiě)入矩陣m fclosefid 按照前述步驟在VC++中轉(zhuǎn)換為test.c文件,找到接口函數(shù),本例為mlfTest()｡ void mlfTest(void){ mlfEnterNewContext(0,0); Mtest(); mlfRestorePreviousContext(0,0); } 編譯生成test.dll文件｡ 在VB中生成隨機(jī)序列并寫(xiě)入文件: Private Sub Command1_Click() Randomize Dim i As Integer Dim a As Integer Dim b As String Text1.Text = ″″ Open App.Path & ″\t.txt ″ For Output As #1 For i = 1 To 16 a = Int(10 * Rnd) Print #1, LTrim(a) b = b & Str(a) & Chr(13) & Chr(10) Next i Text1.Text = b Close #1 End Sub 聲明mlfTest()函數(shù): Private Declare Sub mlfTest Lib ″G\test\dll\dll.dll″ 調(diào)用該函數(shù)的事件代碼: Private Sub Command2_Click() MlfTest ＇調(diào)用函數(shù) End Sub 本例中未向函數(shù)傳遞參數(shù),也無(wú)需函數(shù)返回運(yùn)算結(jié)果,故采用調(diào)用子程序過(guò)程(Sub)方式直接調(diào)用｡結(jié)果由VB讀取文件獲得: Private Sub Command3_Click() Dim str1 As String Dim str2 As String Text2.Text = ″″ Open App.Path & ″\t.txt″ For Input As #1 Do While Not EOF1 Line Input #1 str1 str2 = str2 & str1 & Chr(13) & Chr(10) Loop Text2.Text = str2 Close #1 End Sub 本例在Windows XP､VB6.0､VC++6.0､MATLAB6.5下調(diào)試通過(guò)｡VB與MATLAB的混合編程,可以脫離MATLAB環(huán)境運(yùn)行,有利于程序發(fā)布及使用｡通過(guò)二者結(jié)合,減少了設(shè)計(jì)算法的時(shí)間,降低了編程難度,同時(shí)兼顧了代碼安全和界面友好｡程序界面如圖2所示｡ |
