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第一部分 MATLAB与C/C＋＋混合程序设计基础3

第1章 MATLAB M语言程序设计基础3

1.1 本章导读3

1.2 MATLAB环境3

1.2.1 命令行窗口（Command Window）4

1.2.2 代码编辑器（Editor）6

1.2.3 工作空间窗口（Workspace）9

1.2.4 历史命令窗口（Command History）9

1.2.5 历史命令保存指令（diary）12

1.2.6 使用MATLAB环境的图形界面完成操作12

1.2.7 MATLAB帮助16

1.2.8 代码输入提示17

1.3 MATLAB M语言基础18

1.3.1 MATLAB脚本文件（Script文件）18

1.3.2 MATLAB运算符与表达式20

1.3.3 MATLAB函数24

1.3.4 MATLAB M语言中的向量运算26

1.3.5 MATLAB的程序控制32

1.3.6 MATLAB程序异常处理36

1.3.7 面向对象的程序设计37

1.4 MATLAB常用的数据类型41

1.4.1 数值阵列42

1.4.2 字符阵列45

1.4.3 逻辑阵列46

1.4.4 元组阵列47

1.4.5 结构体阵列50

1.4.6 函数句柄阵列52

1.5 MATLAB常用数据可视化功能54

1.5.1 使用figure函数创建图形窗口54

1.5.2 绘制曲线55

1.5.3 使用area函数绘制面积图61

1.5.4 使用quiver或quiver3函数绘制向量图66

1.5.5 显示图像数据68

1.5.6 显示三维曲面数据69

第2章 C语言和C＋＋语言程序设计基础71

2.1 本章导读71

2.2 编译环境71

2.3 编辑器72

2.4 注释73

2.5 文件包含（include）74

2.6 定义和声明74

2.7 第一个C/C＋＋语言程序75

2.8 编译和运行77

2.9 数据类型78

2.9.1 常量78

2.9.2 变量78

2.9.3 指针79

2.9.4 内存的分配与释放82

2.9.5 数组82

2.9.6 字符串84

2.9.7 枚举类型86

2.9.8 结构体87

2.10 操作符88

2.11 程序结构91

2.12 类与对象97

2.13 函数模板和类模板104

2.14 C＋＋/CLI114

第3章 MATLAB与C/C＋＋语言对照117

3.1 本章导读117

3.2 MATLAB语言117

3.3 C语言122

3.4 C＋＋语言130

3.5 MATLAB语言、C语言和C＋＋语言实现矩阵操作的比较139

第4章 动态链接库基础142

4.1 本章导读142

4.2 为什么使用动态链接库142

4.3 C/C＋＋语言实现动态链接库143

4.4 C语言与C＋＋语言动态链接库的差异147

4.5 动态链接库的调用方式147

4.5.1 隐式链接147

4.5.2 显式链接149

4.6 在MATLAB环境下创建动态链接库152

第5章 开发与调试环境说明154

5.1 本章导读154

5.2 MATLAB环境154

5.3 MATLAB Coder图形界面155

5.4 MATLAB编译器155

5.5 mex命令156

5.6 mbuild命令158

5.7 C/C＋＋语言集成开发环境160

5.8 Dependency工具163

第二部分 在MATLAB中调用C/C＋＋程序167

第6章 MATLAB通过MEX文件调用C/C＋＋程序167

6.1 本章导读167

6.2 MEX文件167

6.3 MEX文件与M文件的关系168

6.4 MEX文件实例168

6.5 MEX文件结构170

6.6 编译MEX文件171

6.7 采用C＋＋语言创建MEX文件172

6.8 在MEX文件中实现图形界面功能173

6.9 在Visual C＋＋中调试MEX文件179

6.9.1 利用Visual C＋＋6.0调试MEX文件179

6.9.2 利用Visual C＋＋2010调试MEX文件184

第7章 MATLAB通过动态链接库调用C/C＋＋程序188

7.1 本章导读188

7.2 动态链接库188

7.3 MATLAB动态链接库的基本操作189

7.3.1 加载动态链接库189

7.3.2 查看动态链接库信息190

7.3.3 利用mbuild生成动态链接库191

7.3.4 调用动态链接库中包含的函数194

7.4 MATLAB动态链接库的操作函数195

7.4.1 loadlibrary195

7.4.2 unloadlibrary197

7.4.3 libfunctions197

7.4.4 libfunctionsview198

7.4.5 libisloaded198

7.4.6 calllib198

7.4.7 libpointer199

7.4.8 libstruct199

7.5 MATLAB与动态链接库的参数传递和转换200

7.5.1 MATLAB与C/C＋＋语言数据类型的对照关系200

7.5.2 MATLAB与动态链接库基本参数的直接传递201

7.5.3 利用libpointer传递指针参数203

7.5.4 传递MATLAB阵列类型数据208

7.5.5 利用libstruct传递结构体参数210

7.5.6 传递枚举类型参数212

7.6 实例1：调用第三方提供的动态链接库完成文件读取213

7.7 实例2：用户创建动态链接库完成文件操作215

第8章 MATLAB通过可执行程序调用C/C＋＋程序221

8.1 本章导读221

8.2 在MATLAB中执行外部程序221

8.3 实例1：通过外部程序返回文件信息222

8.4 实例2：通过外部程序转换文件格式227

第9章 MATLAB通过ActiveX调用C/C＋＋程序233

9.1 本章导读233

9.2 ActiveX简介233

9.3 MATLAB调用ActiveX组件234

9.4 实例：调用ActiveX打开文件239

第三部分 MATLAB与C/C＋＋语言的数据和函数接口245

第10章 MATLAB与C/C＋＋语言混合编程常用的数据类型245

10.1 本章导读245

10.2 size_t类型245

10.3 mwIndex,mwSignedIndex和mwSize类型245

10.4 mxChar和mxLogical类型246

10.5 mxClassID类型246

10.6 mxComplexity类型247

10.7 mxArray类型248

10.8 特殊常量248

10.9 mwArray类250

10.9.1 mwArray类的基本操作251

10.9.2 mwArray类操作的详细说明252

10.10 mwString类258

第11章 在C/C＋＋语言中操作MATLAB阵列的函数260

11.1 本章导读260

11.2 数值阵列操作函数260

11.2.1 创建数值阵列260

11.2.2 数值阵列的数据操作262

11.2.3 标量数据的操作264

11.3 字符串阵列操作函数264

11.3.1 创建字符串阵列264

11.3.2 字符串阵列转换为C语言字符串266

11.3.3 获取字符阵列的数据269

11.4 逻辑型阵列操作函数269

11.5 稀疏矩阵操作函数270

11.5.1 创建稀疏矩阵的操作函数271

11.5.2 稀疏矩阵索引的操作函数271

11.6 结构体操作函数273

11.6.1 创建结构体273

11.6.2 结构体域的操作274

11.7 元组阵列操作函数276

11.8 类对象阵列属性操作函数278

11.9 内存操作函数281

11.9.1 内存分配操作函数281

11.9.2 内存释放操作函数282

11.9.3 阵列复制操作函数283

11.9.4 MATLAB内存操作函数与C语言内存操作函数对比283

11.10 索引、维数和元素个数操作函数285

11.10.1 线性索引函数285

11.10.2 维数和元素个数操作函数286

11.11 MATLAB阵列验证函数（Is函数）288

11.11.1 判断MATLAB阵列类型288

11.11.2 其他Is函数290

11.12 其他操作函数291

第12章 在C/C＋＋语言中操作MATLAB阵列的方法293

12.1 本章导读293

12.2 MATLAB普通数值阵列的操作293

12.3 稀疏数组阵列（Sparse Array）的操作295

12.4 MATLAB字符阵列的操作299

12.5 MATLAB元组阵列的操作300

12.6 MATLAB结构体阵列的操作302

12.7 更改MATLAB数值阵列的维数305

12.8 分析并显示MATLAB阵列的内容309

第13章 C/C＋＋语言在MEX程序中的专用接口函数320

13.1 本章导读320

13.2 工作区变量操作函数320

13.3 输出警告和错误信息函数327

13.4 调用MATLAB函数和执行MATLAB命令的函数328

13.5 操作MEX文件函数331

第14章 在C/C＋＋程序中操作MATLAB MAT文件335

14.1 本章导读335

14.2 MAT文件概要介绍335

14.3 MAT文件格式336

14.4 操作MAT文件的mat-API函数339

14.4.1 MAT文件打开和关闭等操作函数340

14.4.2 循环获取MAT文件中的变量及其信息341

14.4.3 获取MAT文件中的变量目录和变量及其信息342

14.4.4 将阵列写入MAT文件或删除MAT文件中的变量342

14.5 MAT文件操作方法343

14.5.1 向MAT文件中写入mxArray变量343

14.5.2 从MAT文件中读取mxArray变量348

14.5.3 查看MAT文件中的阵列变量列表352

14.5.4 遍历MAT文件中的所有阵列变量354

第四部分 MATLAB编译器的工作原理、发展历程和应用技巧359

第15章 MATLAB编译器359

15.1 本章导读359

15.2 MATLAB编译器的工作原理359

15.3 MATLAB编译器的发展历程360

15.4 使用MATLAB编译器的准备工作362

15.5 mcc编译器的典型应用：独立可执行文件363

15.5.1 编译过程363

15.5.2 编译过程详细分析366

15.5.3 img.ctf文件367

15.5.4 img_main.c文件368

15.5.5 使用-m选项373

15.6 C语言动态链接库374

15.6.1 编译过程374

15.6.2 编译过程详细分析374

15.7 C＋＋语言动态链接库376

15.7.1 编译过程376

15.7.2 编译过程详细分析376

15.8 C语言与C＋＋语言动态链接库的差异378

15.9 调用MATLAB编译器生成的C/C＋＋语言动态链接库时常用的接口函数379

15.10 mcc命令选项、宏及捆绑命令文件381

15.10.1 mcc常用命令选项381

15.10.2 mcc宏选项383

15.10.3 捆绑命令文件（bundle file）384

15.11 MATLAB编译器应用中的常见问题385

15.11.1 编译Script文件385

15.11.2 MATLAB编译器关联分析失效的情况385

15.11.3 在C/C＋＋程序中调用MATLAB内置函数（built-in function）388

15.11.4 可变参数传递（varargin,varargout）388

15.11.5 在MATLAB环境下执行与通过MCR执行时的差异390

15.11.6 获取CTF文件的目录391

15.11.7 屏幕打印和错误信息显示函数391

15.12 MATLAB配置工具（Deployment Tool）396

15.12.1 Deployment Tool工具简介396

15.12.2 利用MATLAB配置工具编译独立可执行文件397

15.13 程序发布399

15.13.1 MCR版本399

15.13.2 安装MCR399

15.13.3 独立可执行文件发布需要附加的文件400

15.13.4 动态链接库发布需要附加的文件400

第五部分 在C/C＋＋程序中调用MATLAB程序403

第16章 生成可独立运行的MATLAB程序403

16.1 本章导读403

16.2 MATLAB环境下编译独立可执行文件403

16.2.1 直接编译M文件403

16.2.2 在MATLAB M文件中调用C/C＋＋函数404

16.2.3 在C/C＋＋语言中调用由MATLAB ＊.m文件生成的函数407

16.3 Visual C＋＋环境下编译独立可执行文件413

16.3.1 趣味弹球MATLAB M程序414

16.3.2 去除控制台窗口418

16.3.3 去除控制台窗口的另一种方法426

16.3.4 将输出改到Windows窗口上433

第17章 C/C＋＋程序通过引擎和动态链接库调用MATLAB程序447

17.1 本章导读447

17.2 在C＋＋程序中调用MATLAB引擎447

17.2.1 API函数介绍447

17.2.2 Visual C＋＋调用MATLAB引擎的实例448

17.3 Visual C＋＋中调用MATLAB M函数编译后的动态链接库458

第18章 C/C＋＋程序通过COM组件调用MATLAB程序471

18.1 本章导读471

18.2 COM基础知识471

18.2.1 COM组件471

18.2.2 对象和接口472

18.2.3 COM在Windows平台下的实现方式473

18.3 在Visual C＋＋中调用COM组件475

18.3.1 COM组件与HRESULT类型475

18.3.2 COM组件与字符串476

18.3.3 CLSID和ProgID的相互转换476

18.3.4 AddRef（）,Release（）,QueryInterface（）接口函数476

18.3.5 在Visual C＋＋中调用COM组件的步骤477

18.4 MATLAB编译COM组件的基础知识479

18.4.1 配置MATLAB C/C＋＋语言编译器479

18.4.2 使用MATLAB的Deployment Tool工具479

18.4.3 实现COM组件的方法480

18.4.4 实现COM组件的属性481

18.4.5 编译COM组件481

18.5 C/C＋＋程序调用由Deployment Tool生成的组件482

18.6 MATLAB COM组件与C/C＋＋程序之间的数据转换489

18.6.1 VARIANT数据类型489

18.6.2 COleVariant和_variant_t类491

18.6.3 SAFEARRAY数据类型492

18.6.4 SAFEARRAY的创建函数493

18.6.5 MATLAB数据类型的VARIANT类型表示494

18.6.6 VARIANT变量与MATLAB阵列的转换规则495

18.6.7 阵列格式标志（array formatting flags）498

18.6.8 数据转换标志（data conversion flags）498

18.7 MATLAB COM工具库500

18.7.1 简介500

18.7.2 MWUtil类500

18.7.3 MWFlags类501

18.7.4 MWStruct类502

18.7.5 MWField类505

18.7.6 MWComplex类506

18.7.7 MWSparse类506

18.7.8 MWArg类507

18.7.9 MATLAB MWComUtil的枚举类型507

18.8 安装和发布MATLAB COM组件509

18.9 综合实例510

18.9.1 实例1：数据转换及数组格式标志的使用510

18.9.2 实例2：采用MWUtil处理varargin输入和varargout输出514

18.9.3 实例3：MWStruct和MWField的操作实例519

18.9.4 实例4：MWComplex操作实例528

18.9.5 实例5：MWSParse操作实例532

第19章 C/C＋＋程序通过.NET配件调用MATLAB程序536

19.1 本章导读536

19.2 将MATLAB程序编译为.NET配件536

19.3 在Visual C+++2010中调用.NET配件537

19.4 Visual C＋＋与MATLAB之间的数据转换539

19.5 使用MWNumericArray操作数值阵列540

19.5.1 数值阵列的类型540

19.5.2 C＋＋索引与MATLAB阵列索引541

19.5.3 实型阵列和复型阵列541

19.5.4 创建标量542

19.5.5 创建矢量543

19.5.6 创建矩阵545

19.5.7 创建任意维数的数值阵列547

19.6 使用MWCharArray操作字符阵列549

19.7 使用MWLogicalArray操作逻辑阵列551

19.8 使用MWStructArray操作结构体阵列552

19.9 使用MWCellArray操作元组阵列553

第20章 将MATLAB M程序转换为C/C＋＋程序555

20.1 本章导读555

20.2 MATLAB Coder的功能555

20.3 MATLAB Coder对MATLAB M语言代码的约束556

20.4 第一个实例557

20.4.1 实例说明557

20.4.2 基本原理558

20.4.3 代码实现559

20.4.4 实例执行结果567

20.4.5 生成C/C＋＋代码569

20.5 MATLAB Coder图形界面569

20.6 codegen命令571

20.7 MATLAB Coder的典型应用573

20.7.1 将MATLAB M程序转换为C/C＋＋代码573

20.7.2 将MATLAB M程序转换为MEX文件575

20.7.3 将MATLAB M程序编译为可执行文件575

20.7.4 将MATLAB M程序编译为动态链接库576

20.8 用MATLAB Coder转换后的C/C＋＋代码中的数据类型576

20.8.1 变量类型定义577

20.8.2 强制类型转换577

20.8.3 基本类型定义578

20.8.4 复数类型580

20.8.5 固定长度变量与可变长度变量582

20.8.6 结构体类型587

第六部分 与MATLAB相关的数学库593

第21章 C/C＋＋程序调用Matcom矩阵库593

21.1 本章导读593

21.2 Matcom与MATLAB593

21.3 安装Matcom593

21.4 在Visual C＋＋中使用Matcom C＋＋矩阵库595

21.5 使用Matcom C＋＋矩阵库的矩阵类Mm601

21.5.1 创建数值矩阵601

21.5.2 创建字符矩阵602

21.5.3 利用下标访问矩阵的元素603

21.5.4 获取矩阵数据的指针603

21.5.5 Mm矩阵对象的初始化604

21.5.6 Mm矩阵类的几个常用函数605

21.5.7 Matcom C＋＋矩阵库常量607

21.5.8 调用系统函数607

21.6 Matcom矩阵库的图形和图像显示功能609

21.7 Matcom用于图形显示的常用函数610

21.8 Matcom用于图像显示的常用函数611

21.9 Matcom的应用实例612

21.9.1 实例1：Matcom Mm矩阵类的创建及使用612

21.9.2 实例2：图形绘制的基本功能演示616

21.9.3 实例3：利用Matcom绘制动态曲线621

21.9.4 实例4：利用Matcom进行图像显示633

21.9.5 实例5：Matcom二维和三维曲线绘制综合应用646

第22章 C/C＋＋程序调用MATLAB C＋＋数学库660

22.1 本章导读660

22.2 MATLAB C＋＋数学库660

22.3 在Visual C＋＋工程中调用MATLAB C＋＋数学库660

22.4 MATLAB C＋＋数学库的使用663

22.5 输入和输出MATLAB阵列663

22.5.1 直接输出到屏幕663

22.5.2 MATLAB mwArray阵列数据的输入和输出的其他方式664

22.6 操作MATLAB mwArray阵列668

22.6.1 创建MATLAB mwArray阵列的操作668

22.6.2 采用MATLAB C＋＋数学库操作稀疏矩阵671

22.6.3 MATLAB C＋＋数学库对字符阵列的操作676

22.6.4 MATLAB C＋＋数学库对元组阵列的操作679

22.6.5 MATLAB C＋＋数学库对结构体阵列的操作682

22.6.6 访问mwArray类中的数据684

22.6.7 MATLAB C＋＋数学库对MATLAB阵列操作常用的小技巧687

22.6.8 调用系统函数691

参考文献695