matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码

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level 2023-12-20 14:57:58

文章标签 matlab多个m文件转Java MATLAB API 命令行 文章分类 Java 后端开发

一、背景

MATLAB的强大之处我就不多说了，语法简答，顾虑少，我们很多算法可以用MATLA来编写与验证。C++的威力我也不多说了，计算效率很高。

但是！！MATLAB计算效率低下，无法用于实际应用中，比如嵌入式系统。C++语法严格，顾虑极多，因此让许多工程人员头疼。美国MathWorks公司貌似意识到了这个问题，自MATLAB2011开始，有了一款附于MATLAB的强大神器——Coder，它的作用：可以将你的复杂的MATLAB代码近乎自动地转换成C\C++代码，完美程度达99%。至于为什么不是100%，下面的演示会体现这一点。

二、详细步骤
（1）在MATLAB R2015b中，创建一个名为“test.m”的函数文件，代码如下

function [A,B] = test( mark,num,array )%输入参数中，mark、num是标量，array是向量 
a=ones(1,5);
b=zeros(1,5);
    if mark==0        
        for i=1:num
             if i==1
                 A=a;
                 B=b;
             else
                 A=[A,a];
                 B=[B,b];   
             end
        end 
    else        
        for i=1:num
             if i==1
                 A=a;
                 B=b;
             else
                 A=[A,array];
                 B=[B,array];   
             end
        end
    end   
end

代码实现的功能很清晰，不详述。现在，我们来用MATLAB R2015b自带工具Coder3.0来将上面的代码转化成C++代码。

（2）新建一个脚本文件main.m，用来试运行上述代码【这一步一定要做，不能轻视】
main.m

[A,B]=test( 3,4,[1 2 5 6 8] )

然后运行脚本文件main.m，在命令行窗口得到如下结果

A =
1 至 18 列
1 1 1 1 1 1 2 5 6 8 1 2 5 6 8 1 2 5
19 至 20 列
6 8
B =
1 至 18 列
0 0 0 0 0 1 2 5 6 8 1 2 5 6 8 1 2 5
19 至 20 列
6 8

结果没有问题。接下来开始真正的转换工作。

（3）在命令行窗口输入

mex -setup %"-"前有空格，请注意！

耐心等待，【出现】：

MEX 配置为使用 'Microsoft Visual C++ 2008 Professional (C)' 以进行 C 语言编译。
警告: MATLAB C 和 Fortran API 已更改，现可支持
包含 2^32-1 个以上元素的 MATLAB 变量。不久以后，
您需要更新代码以利用
新的 API。您可以在以下网址找到相关详细信息:
http://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_external/upgrading-mex-files-to-use-64-bit-api.html。

要选择不同的 C 编译器，请从以下选项中选择一种命令:
lcc-win32 mex -setup:'D:\Program Files\MATLAB\R2015b\bin\win32\mexopts\lcc-win32.xml' C
Microsoft Visual C++ 2008 Professional (C) mex -setup:C:\Users\WangXu\AppData\Roaming\MathWorks\MATLAB\R2015b\mex_C_win32.xml C

要选择不同的语言，请从以下选项中选择一种命令:
mex -setup C++ 
mex -setup FORTRAN
【单击】“mex -setup C++ ”

【出现】：

MEX 配置为使用 'Microsoft Visual C++ 2008 Professional' 以进行 C++ 语言编译。
警告: MATLAB C 和 Fortran API 已更改，现可支持
包含 2^32-1 个以上元素的 MATLAB 变量。不久以后，
您需要更新代码以利用
新的 API。您可以在以下网址找到相关详细信息:
http://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_external/upgrading-mex-files-to-use-64-bit-api.html。

（4）

在命令行窗口输入

coder

耐心等待，【出现】如下的MATLAB Coder欢迎界面。

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_matlab多个m文件转Java

然后点击上图中蓝色圆圈处，选择我们建立的test.m文件，得到如下图

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_matlab多个m文件转Java_02

再点击上图蓝色圈的“Next”，得到下图

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_命令行_03

然后点击上图中蓝色圆圈处，选择我们建立的main.m文件，得到如下图

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_API_04

然后点击上图中蓝色圆圈处，得到如下图

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_matlab多个m文件转Java_05

上图的红色框区就是用来设置输入参数mark、num以及array的属性的。例如array可以设置为固定长度、有限可变长度以及无限可变长度。如下图

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_API_06

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_API_07

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_matlab多个m文件转Java_08

具体的设置方法也非常简单，如下图的红色框区

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_matlab多个m文件转Java_09

在这里，我们设置为有限可变长度，最长为5。接下来点击右下角的“Next”，得到如下图

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_matlab多个m文件转Java_10

然后点击上图中蓝色圆圈处，开始自动检查问题。【你的MATLAB运行没问题，不代表往C++代码转换的时候没问题，毕竟Coder工具还不成熟】最终，确实检查出了问题。。。如下图

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_matlab多个m文件转Java_11

如上图的错误的描述——“Variable ‘A’ is not fully defined on some execution paths.”说明问题出在test.m文件的变量A上。

经过分析，大致是这么个原因：

变量A或者B没有预分配大小，这在C++中是不允许的，因此，稍微修改下test.m文件的代码，最终代码如下：

function [A,B] = test( mark,num,array )%输入参数中，mark、num是标量，array是向量
a=ones(1,5);
b=zeros(1,5);
% 为A B预分配个内存大小
A=ones(1,5);
B=zeros(1,5); 
    if mark==0      
        for i=1:num
             if i==1
                 A=a;
                 B=b;
             else
                 A=[A,a];
                 B=[B,b];   
             end
        end 
    else   
        for i=1:num
             if i==1
                 A=a;
                 B=b;
             else
                 A=[A,array];
                 B=[B,array];   
             end
        end
    end
end

修改完成后，从第（3）步开始，将上述步骤再来一遍，就发现没有问题了，如下图：

matlab多个m文件转Java matlab中m文件转化c代码_API_12