Matlab中mex与C混合编程总结

使用mex和C可以加快算法的运行速度，mex文件包含一个入口函数如下：

void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[],int nrhs, const mxArray *prhs[] ) 
入口函数有四个参数：prhs为mxArray结构体类型的指针数组，该数组的元素按顺序指向所有的输入参数；
nrhs为整数类型，它标明了输入参数的个数。
plhs:为mxArray结构体类型的指针数组，该数组的元素按顺序指向所有的输出参数；
nlhs:输出参数的个数

在入口程序完成两件事情：第一：从输入的mxArray结构体中获得计算完毕的数据，然后在用户的子程序中加以使用
第二：用户可以将计算完毕的结果返回给一个用于输出的mxArray结构体。
mex源文件的两个组成部分可以分为两个文件也可以放在一个文件中，必须包含mex.h头文件，该头文件包含matrix.h和一些
以mex开头的子函数。

下面举几个例子：

#include "mex.h"
/* 输入参数 */


#define	MInput	prhs[0]     
/* 输出参数 */


#define OUTM	plhs[0]


void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[],
	     int nrhs, const mxArray *prhs[] ) 
         {
            int i,j,N,L;
            double *Input,*output;
   
         if (nrhs < 1)  
         {
    mexErrMsgTxt("至少需要一个参数！");
           }
        Input= mxGetPr(MInput); /*获取矩阵*/  
N = mxGetM( MInput ); /*获取矩阵的行*/
L = mxGetN( MInput); /*获取矩阵的列*/
for( i=0;i<N;i++) /*一行一样输出*/
{
    for ( j=0;j<L;j++)
     printf("%f ", Input[i+j*N]);/*若索引从1开始则变成i-1+(j-1)*N MATLAB 是按列存数据 */ 
          printf("\n"); /*输出完一行，换行*/
}
    
 OUTM= mxCreateDoubleMatrix(N,L, mxREAL); /* 建立输出矩阵*/
 output=mxGetPr(OUTM);
  for( i=0;i<N;i++) /*一行行的赋值*/
{
    for ( j=0;j<L;j++)
    output[i+j*N]=Input[i+j*N];/*若索引从1开始则变成i-1+(j-1)*N*/
        
}
  }

下面是字符串的操作：

#include "mex.h"
   
void
mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[])
{
    char *buf;
    mwSize buflen;
    int status;

    (void) plhs;    /* unused parameters */
    
    /* Check for proper number of input and output arguments */
    if (nrhs != 1) { 
	mexErrMsgTxt("One input argument required.");
    } 
    if (nlhs > 1) {
	mexErrMsgTxt("Too many output arguments.");
    }
    
    /* Check for proper input type */
    if (!mxIsChar(prhs[0]) || (mxGetM(prhs[0]) != 1 ) )  {
	mexErrMsgTxt("Input argument must be a string.");
    }
    
    /* Find out how long the input string is.  Allocate enough memory
       to hold the converted string.  NOTE: MATLAB stores characters
       as 2 byte unicode ( 16 bit ASCII) on machines with multi-byte
       character sets.  You should use mxChar to ensure enough space
       is allocated to hold the string */
    
    buflen = mxGetN(prhs[0])*sizeof(mxChar)+1;
    buf = mxMalloc(buflen);
    
    /* Copy the string data into buf. */ 
    status = mxGetString(prhs[0], buf, buflen);   
    mexPrintf("The input string is:  %s\n", buf);
    /* NOTE: You could add your own code here to manipulate 
       the string */
    
    /* When finished using the string, deallocate it. */
    mxFree(buf);
    
}

动态分配内存的例子：

#include "mex.h"

/* The mxArray in this example is 2x2 */
#define ROWS 2
#define COLUMNS 2
#define ELEMENTS 4

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]) {
    double  *pointer;          /* pointer to real data in new array */
    double  *dynamicData;      /* pointer to dynamic data */
    const double data[] = {2.1, 3.4, 2.3, 2.45};  /* existing data */
    mwSize index;

	/* Check for proper number of arguments. */
    if ( nrhs != 0 ) {
        mexErrMsgIdAndTxt("MATLAB:arrayFillGetPrDynamicData:rhs","This function takes no input arguments.");
    } 

    /* Create a local array and load data */
    dynamicData = mxMalloc(ELEMENTS * sizeof(double));
    for ( index = 0; index < ELEMENTS; index++ ) {
        dynamicData[index] = data[index];
    }

    /* Create a 2-by-2 mxArray; you will copy existing data into it */
    plhs[0] = mxCreateNumericMatrix(ROWS, COLUMNS, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
    pointer = mxGetPr(plhs[0]);

    /* Copy data into the mxArray */
    for ( index = 0; index < ELEMENTS; index++ ) {
        pointer[index] = dynamicData[index];
    }

    /* You must call mxFree(dynamicData) on the local data.
       This is safe because you copied the data into plhs[0] */
    mxFree(dynamicData);
    
    return;
}

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