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1、I S S N，1 9 0，2-4 9 5 6C N l1 2 0 3 4 T实验技术与管理E x p e r i m e n t a lT e c h n o l o g ya n dM a n a g e m e n t第2 6 卷第1 期2 0 0 9 年1 月V 0 1 2 6N o 1J a n 2 0 0 9V O+与M a t l a b 混合编程技术应用分析赵志强1，刘志成2(1 首都医科走学设备与实验室管理处，北京1 0 0 0 6 9，2 首都医科大学生物医学工程学院，北京1 0 0 0 6 9)擒要：为高效、方便地绘制三维静动态图形，提出了种基于V i s u a lc+
2、和M a t l a b 混合编程的方法。运用M a t l s b C o m p i l e r 简单、方便地实现V c+与M a t l a b 的混合编程，生成独立于M a t l a b 环境的三维图形程序。关键词：混合编程；G U I；M a t t a b 编译器中图分类号：T P 3 9文献标识码：B文章编号：l 0 0 2 4 9 5 6(2 0 0 9)0 卜0 0 9 9 0 3A p p l i c a t i o na n a l y s i so fm i x e dp r o g r a m m i n gt e c h n i q u eu s i n gV C
3、+a n dM a t l a bZ h a oZ h i q i a n 9 1，L i uZ h i c h e n 9 2(1 D e p a r t m e n to fE q u i p m e n tS u p p l i e sa n dL a b o r a t o r y，C a p i m lM e d i c a lU n i v e r s i t y，B e i j i n g1 0 0 0 6 9 C h i n a；2 S c h o o lo fB i o m e d i a e a lE n g i n e e r i n g，C a p i t a lM e
4、 d i c a lU n i v e r s i t y，B e i i i n g1 0 0 0 6 9，C h i n a)A b s t r a c t：F o rd r a w i n gu pt h et h r e e-d i m e n s i o n a ls t a t i ca n dd y n a m i cg r a p he f f i c i e n t l ya n dc o n v e n i e n t l y，t h i sp a p e rp r o p o s e sonek i n do fm i x e dp r o g r a m m i n g
5、m e t h o db a s e do nV i s u a lC+a n dM a t l a b T h eM a t l a bc o m p i l e ri su s e dt or e a l i z es i m p l ya n de a s i l yt h em i x e dp r o g r a m m i n gu s i n gV i s u a lC+a n dM a t l a b，a n dt Og e n e r a t et h ei n d e p e n d e n tt h r e e-d i m e n s i o n a lg r a p h
6、p r o c e d u r ef r o mM a t l a be n v i r o n m e n t K e yw o r d s：m i x e dp r o g r a m m i n g；G U IIM a t l a bc o m p i l e r与V C+结合充分，利用两者的优势是M a t l a b研究与运用的一个热点。借助V C+的强大功能和M a t l a b 强大数值计算及图形绘制能力，能简单、快捷、有效地实现三维图形的绘制，而且所编译的程序可以脱离庞大的M a t l a b 环境独立执行，当代码被编译成可执行程序后，又可极大地提高程序的安全性。采取具有很
7、高编程效率的通用编程平台V C+与M a t l a b混合编程的方式，将更有助于发挥M a t l a b 和V C 的各自优势。1三维图形的模型和程序设计1 1 在M a t l a b 中绘制三维图形L 1 1 绘制三维静态图形(1)灯笼。灯笼是特殊的三维圆柱，在X Y 平面上它的投影是圆，而半径，即Z，是不断地连续变化，如图1 所示。具体算法如下。z e t a 一p i 2：p i 1 2；p i 2 Ir=0 5+c o s(z e t a)；r 一 o 5，r，0 5 ；收稿日期：2 0 0 71 2 1 7作者简介：赵志强(1 9 7 9 一)，男山西省太原市人，硕士，工程师，
8、主要从事仪器设备管理及计算机应用 x，y，z =c y l i n d e r(r，1 2)，s u r f(x，y，z)，g r i do n图1 灯笼(2)散点圆球。先画出一个圆，然后对该圆进行分层取点，每层取出的点数一定，如图2 所示。再用函数s c a t t e r 3 实现：x，y，z ；s p h e r e(1 6)；X=x(：)；对x 取点Y=y(；)对y 取点Z z(：)，对z 取点c。f l o o r(a b s(Z)*2 5 5)；s=f l o o r(a b s(Z)+1)*5 0)；万方数据1 0 0实验技术与管理圈2 散点圆球s c a t t e r 3(X
9、，Y，Z，s，c，f i l l e d)1 1 2 绘制三维动态图形例如，螺旋转图。它是沿着具有规律变化的数据指定的轨道画成的，见图3。代码为：d e a re l ct l=0：p i l O O l 3 0 p i“=(O：l O O O)1 0 0 0*1 0+p iFx l=c o s(t 1)；y l s i n(t 1)Iz l=一t l It 2=(0：1 0)1 0 Ix z x l(e n d)*(1 一t 2)；y Z y l(e n d)*(1 一t 2)；z 2=z l(e n d)o n e s(s i z e(x 2)；t 3=t 2；z 3 一(1 一t 3)*
10、z l(e n d)；x 3 一z e r o s(s i z e(z 3)；y 3=x 3 lt 4=t 2 Ix 4=t 4；y 4=z e r o s(s i z e(x 4)；z 4=y 4；x 一-x lx 2x 3x 4 ；y=y ly 2y 3y 4 ；z 一 z lz 2z 3z 4 ；c o m e t 3(x，Y，z)围3 螺旋转图1 2 用M a t l a b 的G U I 图形用户界面建立M 文件1 2。l 甩户图形界面概迷用户图形界面(G u I)是程序的图形化界面。使用用户界面开发环境可以方便地创建G U I 应用程序，图形用户界面开发环境根据用户设计的G U I
11、 布局，自动生成一个M 文件的框架，用户使用这一框架编制自己的应用程序，在自动生成的M 文件中，采用了有效的方法管理对象句柄、执行调用函数等工作，提供了管理全局变量的方法，同时为调用函数自动添加子函数，以利于扩大应用范围。1 2 2创建并显示用户图形界面(1)打开M a t l a b f i l e G U I 或在M a t l a b 命令窗口里输入G U I D E，打开G U I 布局界面。(2)在G U I 界面上选择布局编辑器，建立所需的图形用户界面：5 个文本域(t e x tf i e l d)，标签是在图像窗口内某一点上的字符串。坐标系(a x e s)用来创建一个新的坐标
12、系；3 个框架(f r a m e)是一个长方形，用于联合其他控件，而它则不会产生反应，一个框架中有文本域，而另外2 个有文本域和列表框；2 个列表框(1 i s tb o x)可显示一系列文本字符串，可用单击或双击选择其中的一个字符串。(3)调用M a t l a h 工具g u i d e 对图象中的控件进行布局。(4)用M a t l a b 属性编辑器(p r o p e r t yi n s p e c t o r)(内置于g u i d e)给每一个控件起一个名字(标签)，还可设置每一个控件的其他特性，如颜色、显示的文本等。(5)把图象保存到一个文件中，当文件被保存后，程序将会产生
13、2 个文件，文件名相同，扩展名不同。f i g 文件包括创建的用户图形界面，M 文件包含加载这个图象的代码和每个G U I 元素的主要回应。(6)编写代码执行与每一个回应函数相关的行为。对于该图形用户界面，有两个列表框(1 i s tb o x)是要编写每一个回应函数相关的行为。在选择布局编辑器建立列表框时，就在相应的M 文件中产生代码。把该G U I 用户图形界面保存为u n t i t l e d l f i g，当运行该u n t i t l e d l f i g 时M a t l a b 会自动生成u n t i t l e d l m文件。2V C+与M a t l a b 混合编
14、程的实现和图形绘制2 1V C+与M a t l a b 混合编程的实现2 1 1首先进行M a t l a b 编译环境的设置为了能够使用M a t l a b 的C o m p l i e r 将*m 函数文件编译为动态链接库D L L，必须对M a t l a b 的环境做出相应的配置。在M a t l a b 的C o m m a n dW i n d o w下输人命令m b u i l d s e t u p，并根据M a t l a b 的提示选择合适的编译器。2 1 2 创建动态链接库(*D L L)使用M a t l a b 为V C+I D E 提供A d d i n。在V
15、C+中创建工程的时候选择M a t l a bP r o j e c tW i z a r d，并且在接下来的S t e p1 中的V i s u a lM a t l a bA p 万方数据赵志强等：V c+与M a t l a b 混合编程技术应用分析1 0 1p l i c a t i e nT y p e 选择S h a r e dM D L L，添加*I T I 文件，进行编译。2 1 3 在V C+中使用M a t l a b 生成的动态键接库(*D L L)为了能在V C+中使用上面生成的*D L L，首先要对V C+的环境进行些设置。(1)设置I n c l u d e 和L
16、i b r a r y 目录在V C+I D E 中选择T o o l s O p t i o n s-D i r e e t o r i e s。在S h o wd i r e c t o r i sf o r：中选择I n c l u d ef i l e s，添加如下2 个目录：e x t e r n i n c l u d e e x t e r n i n e l u d e c p p在S h o wd i r e c t o r i sf o r：中选择L i b r a r yf i l e s，添加如下2 个目录：e x t e r n l i b w i n 3 2 e x
17、 t e r n k l i b w i n 3 2 m i c r o s o f t m s v c 6V C+十I D E 就会自动记录。自动应用到每一个工程(P r o j o c t)。(2)工程(p r o j e c t)设置在V C+I D E 中选择P r o j e c t S e t t i n g C C+在C a t e g o r y 中选择C o d eG e n e r a t i o n在U s er u n-t i m el i b r a r y 中选择M u h i t h r-e a d e dD L L在C a t e g o r y 中选择P r
18、e e o m p i l e dH e a d e r s，选择A u t o m a t i eu s eo fp r e e o m p i l e dh e a d e r s并且在T h r o u g hh e a d e r 下面添加s t d a f x h在C a t e g o r y 中选择P r e p r o c e s s o r在p r e p r o c e s s o rd e f i n i t i o n s 中添加M S V C、M S W I N D 和I B M P C在V C+I D E 中选择P r o j e c t-S e t t i n g
19、 s-*L i n k在C a t e g o r i e s 中选择I n p u t在I g n o r el i b r a r i e s：中填人：m s v c r t I i b(3)为工程添加相应文件把刚才生成的m y l i b hm y t i b d l lm y l i b 1 i b 和 e x t e r n l i b w i n 3 2 下的l i b m a t p m 1 i b，e x t e r n l i b w i n 3 2 m i c r o s o f m s v e 8 下的所有*1 i b 文件复制到V C+工程的文件夹下，并且用a d df
20、 i l e st op r o j e c t 添加到工程中。接下来就可以使用刚才生成的动态链接库m y l i b d l l 了。首先要在使用D L L 时函数的源文件中加上头文件m y l i b h。在使用之前还需要对m y l i b d l l进行注册，使用完毕之后需要对其进行释放。2 1 4 程序的发布生成m y l i b d l l、F i g u r e M e n u B a r f i g 和F i g u r e T o o l B a r f i g 后，再加上M a t l a b 的动态链接库，这样发布的程序就可以完全脱离M a t l a b 的环境而独立运
21、行。2 2 三维图形的绘制打开打包好的程序，点击u n t i t l e d l e x e，就弹出2个窗口：D O S 窗口和图形用户界面窗口。点击列表框里不同的选项就会在坐标轴上绘制不同的图形。3 讨论使用M a t l a b 生成动态链接库，实现V C+和M a t l a b 的混编的确以它的方便、易用成为V C 十+和M a t l a b 混编的一种快速实现方法。但其也具有一定的局限性，即原则上在混编的过程中只能使用M a t l a b数学库中的函数和图形库中的部分函数，M a t l a b 的图形库只有在用m c c 生成可执行程序时才能引用。在V C+的程序中直接使用M
22、 a t l a b 图形库中的函数(例如m l f P l o t)是不被支持的。另外，在使用r r l c c 生成D L L 的时候，M a t l a b 图形库中的函数也不是全部都测试过。随着M a t l a b 的不断升级，m a t h w o r k s 推出了M a t l a bC O MB u i l d e r 创建C O M 组件，对不兼容性有一定的改进，使得M a t l a b 和高级语言的混合编程变得越来越实用，越来越简单。通过三维静、动态图形的绘制，基于V C+与M a t l a b 混合编程的实现，设计出独立M a t l a b 环境的友好的图形用户界
23、面，可以看出：把M a t l a b 在数值计算、算法设计、以及数据可视化等领域的优势与V C+在面向对象的可视化编程、各种实用高效工具等强项的集成，不仅可以完全满足系统在数据运算与表现方面的需求，而且还可提高系统处理的效率和稳定性，同时也减少了开发人员实现算法的困难，缩短了软件开发的周期，提高了软件质量，在实践中具有很高的使用价值。参考文献(R e f e r e n c e s)：1 3 何强。何英。M a t l a b 扩展编程 M 北京；清华大学出腹社，2 0 0 2 2 王洪元，石澄贤，郑明方M a t l a b 语言及其在电子信息工程中的应用E M 北京：清华大学出版杜，2
24、0 0 4 3 李天昀，葛临东综述M a t l a b 与V c+的交互编程 刀计算机仿真，Z 0 0 4，2 1(9)1 1 9 3 1 9 6 4 3 张威M a t l a b 外部接口编程 M 西安：西安电子科技大学出版社，2 0 0 4 E s 柏晟v c+与M a t l a h 混台编程的方法研究与实现 J 电脑开友与应用。2 0 0 6，1 9(4)：2 4 2 7 6 周灵基于c 0 M 的v c 调用M a t l a b 的方法及实现 J 中国科技信息，2 0 0 8，2 4 1 1 3 卜1 3 3 万方数据VO+与Matlab混合编程技术应用分析VO+与Matlab
25、混合编程技术应用分析作者：赵志强，刘志成，Zhao Zhiqiang，Liu Zhicheng作者单位：赵志强,Zhao Zhiqiang(首都医科大学,设备与实验室管理处,北京,100069)，刘志成,LiuZhicheng(首都医科大学,生物医学工程学院,北京,100069)刊名：实验技术与管理英文刊名：EXPERIMENTAL TECHNOLOGY AND MANAGEMENT年，卷(期)：2009，26(1)被引用次数：0次 参考文献(6条)参考文献(6条)1.何强.何英 Matlab扩展编程 20022.王洪元.石澄贤.郑明方 Matlab语言及其在电子信息工程中的应用 20043.
26、李天昀.葛临东 综述Matlab与VC+的交互编程期刊论文-计算机仿真 2004(09)4.张威 Matlab外部接口编程 20045.柏晟 VC+与Matlab混合编程的方法研究与实现期刊论文-电脑开发与应用 2006(04)6.周灵 基于COM的VC调用Matlab的方法及实现期刊论文-中国科技信息 2006 相似文献(10条)相似文献(10条)1.期刊论文 李心成.孙殿柱.LI Xin-cheng.SUN Dian-zhu 基于Python的GTK+与VTK混合编程及应用-山东大学学报（工学版）2009,39(6)采用Python语言封装GTK+与VTK的函数接口,实现VTK渲染窗口在G
27、TK+界面中的嵌入.通过Glade图形界面生成器生成GTK+图形界面,采用C/C+语言编写GUI应用程序功能模块并封装成python接口函数库,完成GTK+界面模块、渲染模块和功能模块的有机集成.实例证明该方法可有效提高应用程序开发效率,研发的应用程序系统可移植性好、运行效率高.2.期刊论文 李曦.唐琳.Li.Xi.Tang.Lin 在MATLAB中运行其他可执行软件的方法-微计算机信息2006,22(9)本文结合MATLAB与VC+各自的特点,应用了混合编程技术,详述了在MATLAB上建立一个图形用户界面(GUI)的方法,并以一种伪随机序列性能分析软件为实例,阐述了如何利用Mex将需要保密的
28、核心代码编译成动态链接库,在GUI上直接调用的过程.3.期刊论文 孟范栋.李斌.MENG Fan-dong.LI Bin 基于VC#.NET与Matlab混合编程的灰色数列预测-兵工自动化2006,25(11)灰色数列预测先用Matlab COM Builder将以.m编写的数值计算函数编译为COM组件,再用VS.NET GUI功能和组件调用Matlab生成组件.其COM组件生成步骤含创建工程、添加M文件和编译创建组件、打包和分发组件.NET调用COM组件含添加及实例化COM引用.结果表明,混合编程使灰色数列预测的计算和绘图方便易行.4.学位论文 宁萌 海洋水文站环境条件数据库开发及工程应用
29、2007 港口工程建设中涉及风、波浪、潮汐、海流等多种要素以及多时段观测，得到的数据量很大，对数据的录入管理及其以后的分析处理造成不小的麻烦。面对大量来之不易的海洋数据，如何提供既安全又经济的海洋环境条件设计标准，对于港口工程建设以及海洋工程开发，都是至关重要的。本论文依据日照港海洋站1980年至1994年观测数据，针对过去用传统的手工整理分析水文资料繁琐费力、效率低、计算精度不高的弊端，探讨了利用数据库与MATLAB、Delphi等程序设计语言混合编程的可行性，提出了实现从数据库提取数据到统计分析直至图形绘制的全自动化方案，并分别以风、浪玫瑰图以及四种常见的分布函数和潮位历时累积频率曲线的绘
30、制为例，完成程序的设计工作。本文主要工作如下：手工录入方式建立日照港海洋站1980年至1994年水文观测资料的Access数据库。以Delphi作为开发平台，编制了基于日照港海洋站观测数据的“水文信息观测数据库管理系统”以及“海洋水文站环境条件数据处理系统”。利用MATLAB Database Toolbox 工具箱连接已建立的Access数据库，实现数据从数据库导入MATLAB工作环境，并编写带有GUI可视界面的M程序完成风、浪玫瑰图的绘制。参照 Visual C+、Visual Basic等与MATLAB混合编程的现有方法，通过学习COM组件知识以及与Delphi的接口方法，提出Delph
31、i与MATLAB有效的混合编程的方法，并依据日照港海洋站1980年至1994年水文数据完成从数据库提取数据到四种常见分布函数拟和、潮位历时累积频率的计算绘图全自动化程序。5.期刊论文 朱从旭.邓宏贵.ZHU Cong-xu.DENG Hong-gui 用VB和Fortran混合编程开发科学计算与作图软件-计算机应用2000,20(4)针对开发计算复杂又要求有良好人机界面的科学计算软件,充分利用VB和Fortran的优势进行混合编程;对Windows环境下运行DOS外壳程序遇到的问题提出了方便实用的解决方法;并在VB中实现了将Fortran计算结果转化为曲线图.6.学位论文 李威 基于磁致伸缩导
32、波检测数据的分析管理系统的设计与实现 2009 现如今，越来越多的企事业单位借助于网络进行数据信息的存储和管理，Internet的迅速普及和网络性能的良好改善也为其奠定了良好的硬件基础。本论文根据北京特检中心的实际检测数据的管理需求，以局域网络为环境，研究了基于磁致伸缩导波无损检测数据的分析管理系统的设计与实现。本课题的主要研究内容有以下三个方面：(1)研究北京特检中心所拥有的MsSR3030超声导波无损检测仪器，确定多源实验测试方案，在大量实验的基础上，熟练使用该仪器进行管道的无损检测，为导波数据分析管理系统的设计奠定实验基础；(2)通过对大量实验数据的分析、比对。研究该仪器所生成的实验数据
33、文件、格式及其对应的实验参数的含义，为导波数据分析管理系统的搭建奠定理论基础：(3)研究本导波数据分析管理系统的总体方案及应用框架，设计基于Client/Server(C/S)软件系统体系结构的数据分析管理系统。着重研究基于Matlab的混合编程技术的数学分析模块的开发及基于多线程技术的应用模块的开发等。本数据分析管理系统的主要开发任务包括后台数据库的设计与建立及前端应用程序的开发两个方面。通过对数据分析管理系统的需求进行分析及对功能模块的划分，确定该系统的客户端GUI开发采用Visual Studio.Net2005，语言为C；服务器端数据库开发采用SQL Server2005；数学计算处理
34、软件采用MatlabR2008a。利用.Net2005强大的可视化界面功能及对数据库的支持，采用先构造一个原型，逐步增加功能的方法来满足设计需求；系统的数据库设计全部使用存储过程进行数据库操作，提高了服务器的运行效率；文件存储采用二进制流文件的格式，提高了数据的安全性；通过使用C与Matlab的混合编程技术，大大提高了系统的数学分析计算能力及运行速度。同时该系统具有良好的扩展性和可维护性。通过使用该系统，可以方便的实现对检测数据的网络存储管理以及进行检测图形的显示、数学算法分析等功能；同时该系统也具有对检测报告、注册用户等常用信息的管理功能等，大大提高了检测人员的日常工作效率。7.期刊论文 王
35、靖.施刚.李娟 基于MATLAB的声纳图像处理-电脑开发与应用2008,21(2)在VC环境下能方便地形成各种用户界面(GUI),但实现声纳图像的分析和处理难度较大.利用Matlab的混合编程工具COM Builder可实现与VC的混合编程,降低程序开发的难度.利用该编程方法可完成对声纳图像处理软件应用系统的开发,实现对声纳图像的处理和分析.结果表明,此方法适用于图像处理类软件的开发,可以大大降低代码的长度和复杂性,提高软件开发的效率,且由于该类应用系统采用可视化编程技术,因此各种算法可通过菜单来实现.8.期刊论文 周贵厚.解锦辉.王少威.ZHOU Gui-hou.XIE Jin-hui.WA
36、NG Shao-wei 基于VB和MATLAB的变频异步电动机电磁设计程序-电机与控制应用2009,36(6)根据变频异步电动机的电磁计算特点,在分析基波精确型等效电路和谐波等效电路的基础上,运用叠加原理和VB与MATLAB的无缝连接技术混合编程,开发了基于VB和MATLAB的变频异步电动机电磁设计程序;同时通过对一台变频异步电动机样机的电磁复算与试验进行对比,验证了其计算的可行性和准确性.9.学位论文 朱雪峰 UNIX平台基于Motif环境的图形用户界面开发技术研究 2002 该文首先分析了图形用户界面的开发环境,对交互式图形工具箱和图形用户界面开发工具进行了对比;其次,对UINX和Wind
37、ows图形用户界面开发技术进行了比较研究,分析了GUI的用户界面模型及在此基础上的GUI开发策略,对以Motif组件集为代表的GUI开发中的面向对象技术进行了分析,并对UNIX和Windows图形用户界面开发过程中的图形演示技术进行了初步探讨;第三,对UNIX平台基于X-Window环境的图形演示技术进行了研究,实现了此环境下的各种模式的图形演示和特定格式的图像演示,并解决了演示过程中出现的关键问题;第四,具体分析了通过回调函数和动作函数实现的Motif的事件处理以及Motif系统的其它重要特性;第五,通过需求规定、处理规定和系统接口分析完成了对HEROES系统的需求分析,并通过总体设计、数据
38、结构设计、结构设计和接口设计完成了HEROES系统用户界面的设计;最后,对HEROES系统用户界面实现过程中的关键技术包括Motif菜单系统的实现、RGB格式的图像演示、Motif/OpenGL的混合编程等给出了具体的实现方案.10.期刊论文 陶桂宝.郭少波.TAO Gui-bao.GUO Shao-bo MATLAB与VC+混合编程在系统仿真中的应用-重庆大学学报（自然科学版）2007,30(7)通过讨论MATLAB与VC+之间的接口方案,介绍了MATCOM与MATLAB的m文件的链接方式以及MATCOM的使用方法和技巧,以单自由度振动系统为对象,通过对有阻尼状态下的振动模型的分析,对仿真算法进行了混合编程.仿真结果表明:系统仿真的执行速度得到了提高.本文链接：http:/