基于ActiveX引擎的VC++與Matlab混合編程及其應用

慕 巍，王若亮，李晶娣，邱 亞

（1.西安應用光學研究所 陜西 西安 710065；2.西安飛行自動控制研究所 陜西 西安 710065）

VC++是微軟公司推出的一套面向對象的可視化集成編程系統[1]，是Windows平臺下構建32位應用程序的強大而又復雜的開發工具[2]，但其在科學計算方面函數庫不夠豐富，讀取、顯示數據圖形不方便。Matlab是Matrix Laboratory（矩陣實驗室）的縮寫，是由美國MathWorks公司開發的集數值分析、符號計算和圖形可視化三大基本功能于一體，功能強大、操作簡單的語言[3]。它包含大量高度集成的函數可供調用，是適合科學研究、工程設計等眾多學科領域使用的簡潔、高效的編程工具[4]。

為充分發揮這二者優勢，利用Matlab提供的ActiveX引擎，實現在VC++開發的應用程序中完全控制Matlab，使用戶輕松開發出高效、功能強大的應用程序，為工程實踐和科研工作提供強大的技術支持。

1 Matlab ActiveX引擎

Matlab ActiveX引擎（engine），是指一組Matlab提供的接口函數[5]，支持C/C++、Fortran等語言，通過這些接口函數，用戶可以在VB、Delphi、VC++等編程環境中實現對Matlab的控制，將Matlab作為一個操作引擎使用，使其在后臺運行。操作Matlab引擎常用的函數及其功能如表1所示。

表1 Matlab引擎常用的函數及其功能表Tab.1 Functions of Matlab engine

通過引擎方式，應用程序會打開一個新的Matlab進程，將Matlab作為一個功能強大的和可編程的數學函數庫，調用Matlab中大量的數學計算和圖形處理函數，通過控制它完成任何計算和繪圖操作。同時，引擎方式打開的Matlab進程會在任務欄顯示自己的圖標，打開該窗口，可以觀察主程序通過引擎方式控制Matlab運行的流程，并可在其中輸入任何Matlab命令。

2 ActiveX引擎實現VC和Matlab混合編程

在VC++編程環境下利用Matlab ActiveX引擎實現VC++和Matlab的混合編程，需要對VC++編譯環境和應用程序進行設置，具體步驟如下：

1）通過菜單 Tools/Options，打開Visual C++6.0設置屬性頁，進入Directories選項卡，在Show Directories for下拉列表中選擇 Include Files，添加路徑：E：MATLAB7externinclude（假定Matlab的安裝目錄為E:MATLAB7），如圖1所示。

圖1 VC++編譯環境設置步驟1Fig.1 Step 1 of setting VC++compiling environment

2）再通過Show Directories for下拉列表中選擇 Library Files，添加路徑：E：MATLAB7externlibwin32Microsoftmsvc70，如圖2所示。

圖2 VC++編譯環境設置步驟2Fig.2 Step 2 of setting VC++compiling environment

3）通過菜單 Projects/Settings，進入 Link頁面，在 Object/Library Modules框中，添加庫文件名：libmx.lib，libmat.lib，libeng.lib，如圖3所示。

4）在使用Matlab引擎函數的程序頭文件中添加如下代碼：

圖3 VC++編譯環境設置步驟3Fig.3 Step 3 of setting VC++compiling environment

5）在應用程序中添加調用Matlab引擎的程序代碼：

if（!（ep=engOpen（NULL））） //測試是否啟動 Matlab 引擎成功

以上步驟是對VC與Matlab混合編程的編譯環境和應用程序進行設置，在完成了以上基本步驟后就可以利用Matlab引擎庫函數engEvalString來調用Matlab的內建函數了。以上步驟 1）、2）只需設置一次，而步驟 3）、4）、5）對每個工程都要單獨設定。

3 應用實例分析

對大部分軟件研發人員來說利用VC++編程方便、高效，但是要顯示數據圖形就不那么容易了，這時可利用Matlab ActiveX引擎輔助畫圖做數據分析。下面通過一個具體的應用實例來說明如何實現VC++與Matlab ActiveX引擎的混合編程。程序的主要功能是在VC++中對數組x計算函數值y＝5sinx，然后調用Matlab繪制函數y對x的曲線。

首先，利用VC++6.0的MFC建立一個基于對話框的應用程序，如圖4，添加相應按扭，并為其添加相應的成員函數。

圖4 ActiveX引擎測試程序界面Fig.4 Interface of ActiveX engine of test program

其次，根據前面介紹的ActiveX引擎實現VC++和Matlab混合編程的實現步驟，為程序設置相應的編譯環境并添加連接庫函數。

然后，調用Matlab的內建函數和命令，主要編寫程序代碼如下：

1）在“啟動引擎”按扭的成員函數中，添加如下代碼：

if（!（ep=engOpen（NULL））） //測試是否啟動 Matlab 引擎成功

2）在“關閉引擎”按扭的成員函數中，添加代碼：

engClose（ep）；//關閉 Matlab 引擎

3）在“測試”按扭的成員函數中，添加如下代碼：

//定義 mxArray數組 xx，yy，為 1行，100列的實數數組

mxArray*xx=mxCreateDoubleMatrix（1，100，mxREAL）；

mxArray*yy=mxCreateDoubleMatrix（1，100，mxREAL）；

memcpy（mxGetPr（xx），x，100*sizeof（double））；//將 x 復制到mxarray數組xx中

memcpy（mxGetPr（yy），y，100*sizeof（double））；//將 y 復制到mxarray數組yy中

engPutVariable（ep，“xx”，xx）；//將 mxArray 數組 xx 寫入到Matlab，命名為xx

engPutVariable（ep，“yy”，yy）；//將 mxArray 數組 yy 寫入到Matlab，命名為yy

engEvalString（ep，“plot（xx，yy）；”）；//向 Matlab 引 擎 發送畫圖命令

engEvalString（ep，“xlabel（‘x’）；”）；//向圖形窗口添加橫坐標標注

engEvalString（ep，“ylabel（‘y=5*sin（x）’）；”）；//向圖形窗口添加縱坐標標注

編譯運行，先點擊“啟動引擎”按鈕，Matlab引擎啟動后，再點擊“測試”按鈕，就可以得到如圖5所示的結果。

該實例是利用ActiveX引擎實現VC++與Matlab混合編程的一個簡單應用，在實際的數值計算、信號處理、控制系統開發等工程應用中，可以很好的利用基于ActiveX引擎的VC++和Matlab的混合編程技術，簡化應用程序的開發過程，縮短開發周期。

圖5 ActiveX引擎測試曲線Fig.5 Test curve of ActiveX engine

4 結束語

本文詳細介紹了在VC++編譯環境下利用Matlab提供的ActiveX引擎實現應用系統設計和分析的具體方法，并通過一個具體應用實例介紹了VC++如何利用Matlab ActiveX引擎進行輔助畫圖和數據分析。

Matlab不但具有強大的數值計算和符號計算能力，而且為不同領域提供了豐富的工具箱[5]。而VC++在面向對象的應用程序開發方面功能強大、靈活性好[6]。利用Matlab提供的ActiveX引擎，實現了VC++和Matlab的混合編程，能夠發揮各自優勢，為用戶提供了一個友好的編程接口，縮短了工程應用軟件的開發周期，同時也提高了程序的運行效率。

[1]姚領田.精通MFC程序設計[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[2]謝佩軍，計時鳴，張利.VC++與MATLAB混合編程的探討[J].計算機應用與軟件，2006（2）：128-130.XIE Pei-jun，JI Shi-ming，ZHANG Li.Research of combined programming of VC++and MATLAB[J].Computer Applications and Software，2006（2）：128-130.

[3]張靜.MATLAB在控制系統中的應用[M].北京：電子工業出版社，2007.

[4]王沫然.MATLAB 6.0與科學計算[M].北京：電子工業出版社，2001.

[5]劉志儉.MATLAB應用程序接口用戶指南[M].北京：科學出版社，2000.

[6]彭猛.VC++與MATLAB混合編程的研究 [J].科技咨詢導報，2007（8）：21-21.PENG Meng.Research on hybrid programming of VC++and Matlab[J].Science and Technology Consulting Herald，2007（8）：21-21.