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1、4.1 MEX文件简介文件简介 4.2 管理管理MATLAB数据数据4.3 可视化创建可视化创建MEX文件文件4.4 MEX文件示例文件示例练习练习 第4章 创建Fortran语言MEX文件 4.1 MEX 文文 件件 简简 介介 4.1.1 4.1.1 简单的简单的MEXMEX文件示例文件示例在详细介绍Fortran语言MEX文件的编写方法之前，首先查看一个简单的Fortran语言MEX源文件，通过该文件了解Fortran语言MEX文件的基本创建过程。下面是该文件的源代码。mex mexHelloWorld.f 如果编辑的应用程序没有任何错误，则MATLAB命令行中不会显示任何消息；否则，在
2、MATLAB命令行中将显示相应的错误消息提示。如果出现编译错误，请仔细查看键入的源程序代码，修改错误直到编译通过为止。另外，再次强调配置编译器的时候选择MATLAB支持的Fortran语言编译器。编译的结果是创建出MATLAB的MEX文件，可以在MATLAB命令行下键入what指令查看当前路径下是否具有MEX文件。whatMEX-files in the current directory D:TempmexHelloWorld 接着，运行创建的MEX文件，在MATLAB命令行中键入下面的指令：mexHelloWorldHello MATALB World!4.1.2 MEX4.1.2 MEX
3、源文件的基本结构源文件的基本结构花费一点时间查看一下Fortran语言MEX源文件的基本结构。Fortran语言MEX源文件是标准的Fortran语言源文件，建议读者在创建Fortran语言MEX源文件的时候使用Fortran 77或者Fortran 90的语言标准，以符合不同Fortran编译器的要求，这样编写出来的源代码就会具有比较好的可移植性。从程序的第001行开始到006行，都是Fortran语言MEX源文件入口函数的声明部分：C 入口函数 subroutine mexFunction(nlhs,plhs,nrhs,prhs)C-C参数声明 integer plhs(*),prhs(*
4、)integer nlhs,nrhsmexFunction函数类似C语言源文件的main函数，它是MEX文件的入口函数。当在MATLAB命令行中执行MEX函数时，MATLAB解释器将从此函数处开始执行MEX代码。该入口函数的输入参数有四个，其意义分别是：nlhs：表示输入参数的个数。Plhs：mxArray类型的指针数组，表示MEX函数的输入参数。Nrhs：表示输出参数的个数。Prhs：mxArray类型的指针数组，表示MEX函数的输出参数。其实上述输入、输出参数的名称非常容易记忆，lhs代表Left hand parameters，rhs代表right hand parameters，n代表
5、number，p代表pointer。这里的左手和右手如何划分呢？例如在MATLAB中调用求伯特图的函数时，可以这样调用：mag,phase,w=bode(sys)这里以“=”为分界，左边的参数mag、phase和w为输出参数，即左手参数，而等号右边的参数sys，为输入参数，即右手参数。入口函数之后就是Fortran语言MEX源文件的程序主体部分了，在这里需要完成MATLAB数据的获取和内存的分配，调用相应的计算子程序或者函数，完成MEX文件的计算工作，最后将必要的输出返回给MATLAB。程序的结尾是Fortran语言的特别要求，必须有return和end关键字作为Fortran语言源程序的结束
6、。4.2 管理管理MATLAB数据数据 相比较而言在C语言中管理MATLAB的数据是比较容易的，而在Fortran中，由于受到编程语言本身的限制，就没有C语言那么灵活的方法，不过MATLAB还是提供了相应的mx函数用于Fortran语言程序的开发。注意，这些Fortran语言的mx函数不仅可以用于MEX文件的编写，而且还可以用于其它的应用程序开发。首先，查看一个Fortran语言MEX文件的应用实例，该例子是对例4-2simple.c使用Fortran语言重新编写而得的。mex simple.f simple?One output required.Error in=D:Tempsimple.
7、dll y=simpley=1 3 5 2 4 6 与C语言的mx函数不同，在MATLAB提供的Fortran语言mx函数中专门有十几个函数用来完成MATLAB数据指针的操作，分别可以用来操作字符串、双精度数组以及稀疏矩阵等。例如在例4-2的代码中使用了操作双精度数据的mxCopy函数。另外，在MATLAB的帮助文档中也提供了很多丰富的Fortran语言的应用实例，分别说明了操作各种数据的方法，请读者仔细阅读相应的帮助文档信息。4.3 可视化创建可视化创建MEX文件文件 可视化创建Fortran语言的MEX文件需要使用可视化的Fortran开发环境，这里笔者推荐使用Compaq Visual
8、Fortran，它的图形化开发界面和Visual Studio 6的界面保持一致，使用起来也和Visual C+6一样，几乎可以做到无缝的过渡，也就是熟悉使用Visual C+6的用户，基本上不需要什么额外的工作，就可以利用熟悉的Fortran语言开发应用程序了。图4-1 创建Fortran语言项目文件 在“Project name”处设置项目的名称为“mexfilename”，单击“OK”按钮创建新的工程项目。注意：如果用户的计算机上安装了Visual C+和Compaq Visual Fortran，则两种开发工具共用一种开发界面，不过在具体开发应用程序的时候，分别使用自己的高级语言编译器
9、。然后，在弹出的对话框中选择“An empty DLL application”单选框，如图4-2所示。图4-2 选择创建空DLL文件应用 单击“Finish”按钮，完成项目的创建。创建新的项目之后，则需要向项目中添加资源文件 mexversion.rc，该文件位于%MATLABROOT%externinclude路径中，该文件定义了MATLAB的MEX文件版本信息，然后再添加MEX源文件，例如simple.f。第三步，创建DEF文件，该文件的内容如下：LIBRARY MYFILE.DLLEXPORTS _MEXFUNCTION16注意，在这里创建的DEF文件和在创建C语言MEX文件时定义的D
10、EF文件的内容不同。第四步，执行“Tools”菜单下的“Options”命令，在弹出的对话框中设置Library的路径，将E:MATLAB6p5p1EXTERNLIBWIN32DIGITALDF60路径添加到该对话框中，如图4-3所示。图4-3 设置Library路径 按Alt+F7键，或者执行“Project”菜单下的“Setting”命令，在弹出的对话框中将必要的Lib文件添加在Link页的属性设置中。所谓必要的Lib文件，主要是mx函数的libmx.lib和mex函数的libmex.lib，如果使用MAT数据文件应用函数，则还需要将libmat.lib文件添加到属性中。关于MAT数据文件
11、的应用将在第5章中详细讲解。设置Link属性对话框，如图4-4所示。图4-4 设置Link属性，添加必要的Lib文件 单击“OK”按钮结束属性的设置，然后，设置C/C+预处理编译命令，设置该属性为MATLAB_MEX_FILE。接着就可以直接按F7键，或者执行“Build”菜单下的“Build mexfilename.dll”命令，来完成MEX文件的创建。如果用户需要在Compaq Visual Fortran的开发环境中进行Fortran语言的MEX文件可视化调试，则可以在创建完毕工程项目后，在源文件中需要设置断点的位置设置断点，然后执行“Build”菜单下“Start Debug”子菜单下
12、的“Go”命令，或者直接按F5键，这时Compaq Visual Fortran将弹出对话框，如图4-5所示。图4-5 设置可执行文件的对话框 4.4 MEX 文文 件件 示示 例例 mex fcreatesparse.f A=fcreatesparseA=(1,1)3 (4,1)1 (1,3)10 (2,3)-7 (3,3)2 (4,4)-2 full(A)ans=3 0 10 0 0 0 -7 0 0 0 2 0 1 0 0 -2 mex times2.f A=1+2i,1-2i;2+1i,2-1iA=1.0000+2.0000i 1.0000-2.0000i 2.0000+1.0000i
13、 2.0000-1.0000i B=times2(A)B=2.0000+4.0000i 2.0000-4.0000i 4.0000+2.0000i 4.0000-2.0000i C=times2(B(1:4)C=Columns 1 through 3 4.0000+8.0000i 8.0000+4.0000i 4.0000-8.0000i Column 4 8.0000-4.0000i whos Name Size Bytes Class A 2x2 64 double array(complex)B 2x2 64 double array(complex)C 1x4 64 double ar
14、ray(complex)Grand total is 12 elements using 192 bytes 可以看到，例4-4的代码可以处理矩阵和向量，但输入的参数必须为复数。mex parsestring.f str=parsestring(A B C D E F G H I J K L M N!)str=!JENIDMHCLGB KFA str=parsestring(ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ1234)str=4TJ2RHZPFXNDVLB mex mexlocked.f%锁定MEX文件 mexlocked(1)MEX-file is locked%不允许再次
15、锁定 mexlocked(1)Warning:MEX-file is already locked%从内存中清除MEX文件操作 clear all%无法成功，因为MEX文件被锁定 mexlocked(1)Warning:MEX-file is already locked%解锁 mexlocked(-1)MEX-file is unlocked%再次清除 clear allExit the MEX file%操作成功！练练 习习 1.比较C语言MEX文件和Fortran语言MEX文件的异同点。2.使用Fortran语言MEX文件，重新编写例3-10设置图像属性的代码，要求能够在MEX文件中直接创建曲线，并且设置曲线的属性，可以在集成开发环境中完成程序的编译过程。3.使用Fortran语言MEX文件编写第2章练习3的代码，创建整数类型的矩阵即可。4.编写程序完成下列功能：编写程序完成下列功能：调用MATLAB指令，根据输入的参数计算矩阵的特征值和特征向量(如果输入的参数是双精度类型矩阵，则利用MATLAB的矩阵运算指令)。