Matlab和Visual C++的混合编程

Matlab和Visual C++的混合编程

（信息工程学院，计算机系，计算机科学与技术专业 陈健）

(学号：2000131001)

内容提要：在对如今领导潮流的两个强大的可视化开发工具Microsoft Visual C++和Matlab间的混合编程作了大量的尝试的基础上，本文总结出5种行之有效的应用于数字图像处理软件开发的集成途径；对它们各自的优点和不足作了详细的阐述；并对未来两个软件的进一步联合提出了一些粗浅的意见和希望。

关 键 词：编程，混合编程，Matlab Visual C++

教师点评：Matlab是功能强大的高性能数值计算和可视化软件系统，具有较好的数值分析、信号处理、图形和图像处理等方面的功能。本论文将VC++与Matlab结合起来，实现混合编程，既发挥VC++在图像的各种处理中编程灵活、执行快捷的特点，又发挥Matlab在数值分析、信号处理及图形和图像等方面简单易用的优势，使整个系统既简洁又高效。该论文概念清楚，观点合理，编程工作量较大，是一篇优秀的本科论文。(点评教师：蔡茂国，教授）

一、混合编程的原因与优势

Matlab（Matrix Laboratory，矩阵实验室）是一种高性能的数值计算和可视化软件的开发软件，在数值分析、信号处理、系统辨识、特殊函数和图形等方面具有广泛的应用。由于Matlab用的是一种脚本语言，其执行是逐行解释的，而且为了加强通用性，程序中所有的变量都用矩阵数组MxArray来实现，所以，在实现一些复杂的算法时，程序执行效率低。虽然Mathworks公司已经在竭力提高m脚本文件(script files)的运算速度，但仍然不能和实现同样功能的可执行程序相比，而且m脚本文件不能脱离Matlab环境运行的，也制约了Matlab程序的可移植性和通用性。

C++是新一代面向对象（OOP）高级程序设计语言，由于它建立在C的基础之上，使之成为最流行的OOP语言。Visual C++在功能和优化等方面，是同类产品的佼佼者，并且绝大多数的软件开发包都提供了对它的接口。

虽然Visual C++是目前综合性能最高，功能最强大的可视化开发工具，但其在图像处理方面并没有专门的功能函数库，我们在利用Visual C++编写图像处理的程序时，实现一些基本的图像处理功能如平移、缩放、腐蚀等都要重新架构自己的图像处理函数库，编写大量的代码，开发效率不高；而Matlab虽然有完整的图像处理工具箱，编程效率高，极少的代码即可实现复杂的运行，但由于它是解释型脚本语言，执行效率低，实现相同功能的代码跟其他编程平台相比运行时间相对较长，而且不适合作为通用的编程平台。因此，如果能实现两个开发工具的混合编程，各取所长，充分发挥两个开发工具的优势，将给我们的开发工作带来极大的便利。

二、Visual C++和Matlab混合编程的有效途径

根据Matlab是否运行，一般将Matlab与Visual C++混合编程分为两大类：Matlab在后台运行和可以脱离Matlab环境运行。

2.1 Matlab引擎(Engine)

Matlab引擎(Engine)采用客户机/服务器(Client/Server)的计算方式，通过Windows的ActivcX通道和Matlab接口。在具体的应用中，Visual C++的程序作为前端客户机，通过调用Matlab Engine在后台与Matlab服务器建立连接，实现动态通信。这种方法实现较为简单，不要求连接整个Matlab，只需要嵌入必要的Matlab Engine库，可大大地节省系统资源，但这种混合方法需要Matlab在后台运行，运行效率低。

Matlab engine提供了一组 Matlab API 函数，通过这些 API 函数实现应用程序进程之间的传递数据，Matlab engine 库中的API函数如下：

1） engOpen，开启Matlab engine

2） engClose，关闭Matlab engine