C++和MATLAB混合编程求解多项式系数（矩阵相除）

摘要：MATLAB对于矩阵处理是非常高效的，而C++对于矩阵操作是非常麻烦的，因而可以采用C++与MATLAB混合编程求解矩阵问题。

主要思路就是，在MATLAB中编写函数脚本并使用C++编译为dll文件（在C++中可以调用编译的函数），然后对VS项目进行文件配置，编写C++代码调用MATLAB中定义的函数。

问题描述：对于一个多项式

 

 需要求解c₀到c₅的值，由相关条件已知c₀=c₁=0，且、、、

 

 可得如下矩阵式：

 

 对比类似AX=B，可求X=A\B。

1、写出MATLAB代码如下

 

 

运行结果：

 

 2、使用C++编译器将ComputeC2_C5.m文件编译成C++可以调用的.dll文件，步骤：

2.1、在MATLAB控制栏输入"mex -setup"

 

 2.2、点击"mex -setup C++"，使用C++进行编译

 

 

 2.3、输入"deploytool"，弹出编译（Compiler）窗口，选择Library Compiler（库编译）。

 

 

 2.4、进入MATLAB Compiler窗口，按照如下步骤，1）选择C++ Shared Library，2）点击"+"号按钮添加将要编译的.m文件，3）填写Library的信息，默认自动填写脚本文件名称，4）点击Package"√"按钮，进行编译打包处理。

 

 2.5、选择一个文件夹存放打包生成的文件，默认和脚本文件名相同的.prj文件。

 

 2.6、打包处理过程（大概需要几十秒）

 

 2.7、生成后自动存放在与脚本同名的文件夹下，如下图所示，第一个文件夹中的exe文件用于程序发布时用，第二个文件夹中包含相当于release下得.h，.lib和 .dll文件，第三个文件包含测试用地.h，.lib和 .dll文件等文件，是测试需要的；至此MATLAB生成dll文件完成。

 

 3、新建C++项目，并将打包生成的文件导入C++项目。

3.1、将for_testing文件夹中的.h、.lib、.dll文件复制到项目中并和.h、.cpp、.cu（CUDA项目文件）放在一起

 

 

 

3.2、并将.h（ComputeC2_C5.h）文件添加到项目中

 

 

 

 

 

 3.3、配置电脑系统环境变量和VS工程属性

1）在系统环境变量的Path中添加"Matlab安装目录\bin\win64;"

 

 2)在项目属性->配置属性->VC++ 目录->包含目录，添加"Matlab安装目录\extern\include"

 

 

 3）在项目属性->配置属性->VC++ 目录->库目录，添加"Matlab安装目录\extern\include\lib\win64\microsoft"

 

 4)在项目属性->配置属性->链接器->输入->附加依赖项，添加

" libmat.lib
libmex.lib
mclmcr.lib
mclmcrrt.lib
libemlrt.lib
libeng.lib
libfixedpoint.lib
libcovrt.lib "

 

 4、编写代码

 

 代码（.cu文件是CUDA项目的文件，和.cpp文件类似，一样可以使用）：

#pragma once

#pragma comment(lib,"mclmcrrt.lib") //MATLAB中的库文件
#pragma comment(lib,"ComputeC2_C5.lib")    //必须要链接ComputeC2_C5.lib库才能正常编译运行
#include "mclcppclass.h"            //使用mwArray类的头文件
#include "ComputeC2_C5.h"            //MATLAB生成的头文件

void ComputeC(double amplitude)
{
    if (!ComputeC2_C5Initialize())//初始化; 注意这个初始化中 !ComputeC2_C5Initialize() 字段中的 ComputeC2_C5与matlab编译成的.lib同名
    {
        cout << "Could not initialize addfunction!";
        exit(0);
    }

    mwArray X(4, 1, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);    //申请4行1列的矩阵数组
    mwArray A(1, 1, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);    //申请1行1列的矩阵数组
    double *C2ToC5 = new double[4];                //保存X矩阵中的元素
    A.SetData(&amplitude, 1);                    //设置参数

    ComputeC2_C5(1, X, A);                        //调用函数

    X.GetData(C2ToC5, 4);                        //将函数返回值保存在C2ToC5数组中
    cout << endl;
    for (int i = 0; i<4; i++)
    {
        cout << "  c" << i + 2 << " = " << C2ToC5[i] << endl;
    }

    ComputeC2_C5Terminate();//注意结束中 !ComputeC2_C5Terminate() 字段中的 ComputeC2_C5也与matlab编译成的.lib同名
}


int main()
{
    ComputeC(10);

    system("pause");
    return 0;
}

5、结果（上边为VS项目运行结果，下边为MATLAB运行结果，结果一致）：

  

 

 6、常见问题：

6.1、MATLAB和VS项目需要位数相同，同为32位或64位。

6.2、编译通过，运行提示"mclmcr.lib"，因为系统环境变量没有配置

6.3、编译通过，运行不出错但是窗口一闪而过，则是没有设置初始化和结束语句。即