MATLAB R2008接口技術(shù)程序設(shè)計實例教程

前言

MATLAB是MATrixLABoratory（矩陣實驗室）的縮寫，是由美國MathWorks公司開發(fā)的集數(shù)值計算、符號計算和圖形可視化三大基本功能于一體的，功能強(qiáng)大、操作簡單的語言，是優(yōu)秀的應(yīng)用軟件之一。一種語言之所以能迅速地普及，顯示出旺盛的生命力，是由于它有著不同于其它語言的特點，正如同F(xiàn)ortran和C等高級語言使人們擺脫了需要直接對計算機(jī)硬件資源進(jìn)行操作一樣，被稱為第四代計算機(jī)語言的MATLAB，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來。MATLAB以強(qiáng)大的科學(xué)計算與可視化功能、簡單易用、開放式的擴(kuò)展環(huán)境，特別是所附帶的30多種面向不同領(lǐng)域的工具箱支持，使得它在許多科學(xué)領(lǐng)域中成為計算機(jī)輔助設(shè)計和分析、算法研究和應(yīng)用開發(fā)的基本工具和首選平臺。此外，MATLAB與其它語言的接口能夠保證它可以和各種強(qiáng)大的計算機(jī)軟件相結(jié)合，發(fā)揮更大的作用。MATLAB目前可以在各種類型的計算機(jī)上運行，如PC、SunSpace工作站、SiliconGraphics工作站、惠普工作站等。如果單純地使用MATLAB語言進(jìn)行編程，則編寫的程序可以直接移植到其它機(jī)型上使用?？梢哉f。MATLAB是和機(jī)器類型及操作系統(tǒng)基本上無關(guān)的軟件。作為目前市面上最為強(qiáng)大的科學(xué)計算軟件，MATLAB也實現(xiàn)了眾多與外部程序或設(shè)備的接口。本書系統(tǒng)地介紹了MATLAB與外部程序的接口方法和技巧，重點介紹了MATLAB與各種高級語言之間的交互以及MATLAB提供的各種計算引擎和服務(wù)器引擎。書中給出了大量的MATLAB結(jié)合高級語言的編程實例，使讀者能夠更好地理解和掌握MATLAB應(yīng)用程序接口的使用方法。全書共分10章。第1章是MATLAB入門，介紹了MATLAB編程基礎(chǔ)、MATLAB常用的數(shù)據(jù)類型、MATLAB使用時的一些技巧；第2章是MATLAB數(shù)組和矩陣的操作，介紹了建立和連接矩陣、矩陣的索引、改變矩陣的大小和形狀、矩陣元素的移位和排序等內(nèi)容；第3章是創(chuàng)建C及Fortran語言MEX，介紹了在VisualStudio中創(chuàng)建MEX文件、MEX文件的內(nèi)存管理、Fortran語言的MEX文件、管理MATLAB數(shù)據(jù)等內(nèi)容；第4章是MAT文件應(yīng)用，介紹了MAT文件格式、保存和加載MAT文件、MEX文件讀寫MAT文件、用C/C++編寫MAT文件等內(nèi)容；第5章是MATLAB引擎，介紹了引擎函數(shù)、MATLAB編譯器代碼控制、VisualC++建立和調(diào)試引擎程序等內(nèi)容；第6章是MATLAB編譯器，介紹了MATLABC編譯器的功能、使用MCC、stand-alone的可執(zhí)行程序、使用mcc創(chuàng)建獨立可執(zhí)行的文件等內(nèi)容；第7章是MATLAB與C語言的接口編程，介紹了操作MATLABT各陣列、陣列的索引操作、MATLABAPI函數(shù)操作實例等內(nèi)容；第8章是VisualC++與MATLAB接口，介紹了VisualC++調(diào)用MATLAB引擎、VisualC++中創(chuàng)建MAT文件、VisualC++中使用MATLAB語言C、C++數(shù)學(xué)函數(shù)庫、基于MATCOM實現(xiàn)VisualC++與MATLAB接口等內(nèi)容；第9章是MATLABCOMBuilder的編程實現(xiàn)，介紹了MATLAB支持的組件自動化、使用MATLABCOMBuilder混合編程、MATLABCOM組件綜合實例等內(nèi)容；第10章是MATLAB與其它語言的接口混合編程、MATLAB與Excel接口編程、MATLAB調(diào)用Java接口編程、MATLAB.NET生成器等內(nèi)容。本書內(nèi)容豐富、圖文并茂、文字流暢，是一本學(xué)習(xí)和使用MATLAB與外部程序接口方法和技巧方面有價值的參考書。本書由趙書蘭主編，參加編寫的人員還有張德豐、崔如春、曾凡智、楊定安、王東、周燕、李婭、雷曉平、周靈、余智豪。由于時間倉促，加之編者水平有限，疏漏之處在所難免。在此，誠懇地期望得到各領(lǐng)域的專家和廣大讀者的批評指正。

內(nèi)容概要

本書共分為10章，前兩章是MATLAB基礎(chǔ)部分，介紹了MATLAB的編程基礎(chǔ)、常用數(shù)據(jù)類型、數(shù)組和矩陣的操作。從第3章到第10章主要是MATLAB外部接口的基本內(nèi)容，其中包括創(chuàng)建C及Fortran語言MEX、MAT文件應(yīng)用、MATLAB引擎、MATLAB編譯器、MATLAB與C語言的接口編程、Visual C++與MATLAB接口、MATLAB COM Builder的編程實現(xiàn)、MATLAB與其它語言的接口混合編程等內(nèi)容。     本書內(nèi)容豐富、圖文并茂、文字流暢，是一本學(xué)習(xí)和使用MATLAB與外部程序接口方法和技巧方面有價值的參考書。     本書可作為計算機(jī)、電子學(xué)、信息科學(xué)、通訊、控制等專業(yè)的高年級本科生、研究生以及其他專業(yè)科技人員學(xué)習(xí)MATLAB與外部程序接口技術(shù)的教材或參考書。

書籍目錄

第1章　MATLAB入門　1.1　MATLAB軟件簡介　1.2　MATLAB桌面環(huán)境　1.3　MATLAB編程基礎(chǔ)　　1.3.1　變量和數(shù)學(xué)運算　　1.3.2　MATLAB的輸入與輸出語句　　1.3.3　變量的保存與裝載　1.4　MATLAB的數(shù)據(jù)類型　1.5　M語言入門　　1.5.1　流程控制　　1.5.2　腳本文件　　1.5.3　函數(shù)文件　1.6　MATLAB使用時的一些技巧　　1.6.1　避免使用循環(huán)　　1.6.2　大型矩陣維度的預(yù)先確定第2章　MATLAB數(shù)組和矩陣的操作　2.1　建立和連接矩陣　　2.1.1　構(gòu)造簡單的矩陣　　2.1.2　專業(yè)化的矩陣函數(shù)　　2.1.3　連接矩陣　　2.1.4　連接矩陣的函數(shù)　　2.1.5　組合不同的數(shù)據(jù)類型　　2.1.6　生成數(shù)字序列　2.2　矩陣的索引　　2.2.1　存取單個元素　　2.2.2　線性索引　　2.2.3　控制索引形式的函數(shù)　　2.2.4　存取多個元素　　2.2.5　賦值語句中的矩陣索引　　2.2.6　邏輯索引　2.3　改變矩陣的大小和形狀　　2.3.1　擴(kuò)展矩陣　　2.3.2　重塑矩陣形狀　　2.3.3　縮小矩陣　　2.3.4　預(yù)分配內(nèi)存　2.4　對角矩陣　　2.4.1　tril函數(shù)　　2.4.2　trace函數(shù)　　2.4.3　triu函數(shù)　2.5　完全矩陣和稀疏矩陣　　2.5.1　稀疏矩陣　　2.5.2　有關(guān)稀疏矩陣的函數(shù)　2.6　空矩陣、向量和標(biāo)量　　2.6.1　空矩陣　　2.6.2　向量　　2.6.3　標(biāo)量　2.7　獲取有關(guān)矩陣的信息　　2.7.1　矩陣的維數(shù)　　2.7.2　矩陣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　2.7.3　矩陣使用的數(shù)據(jù)類型　2.8　矩陣元素的移位和排序　2.9　多維數(shù)組　　2.9.1　概述　　2.9.2　建立多維數(shù)組　　2.9.3　存取多維數(shù)組的屬性　　2.9.4　多維數(shù)組的索引　　2.9.5　重新排列多維數(shù)組的維　　2.9.6　重塑多維數(shù)組　　2.9.7　多維單元數(shù)組第3章　創(chuàng)建C及Fortran語言MEX　3.1　MEX文件簡介　3.2　MEX源文件的結(jié)構(gòu)　　3.2.1　源文件的基本結(jié)構(gòu)　　3.2.2　MEX文件的參數(shù)　3.3　創(chuàng)建C語言MEX文件　　3.3.1　MEX指令　　3.3.2　在Visual　C++中創(chuàng)建MEX文件及調(diào)試　3.4　MEX文件的內(nèi)存管理　　3.4.1　內(nèi)存自動釋放機(jī)制　　3.4.2　內(nèi)存保留變量　　　　3.4.3　MEX示例　3.5　Fortran的MEX文件簡介　　3.5.1　簡單的Fortran語言MEX文件示例　　3.5.2　Fortran語言MEX源文件的基本結(jié)構(gòu)　3.6　管理MATLAB數(shù)據(jù)　3.7　創(chuàng)建可視化的Fortran語言MEX文件　3.8　Fortran語言MEX文件示例第4章　MAT文件應(yīng)用　4.1　MAT文件格式介紹　4.2　保存和加載MAT文件　　4.2.1　輸出數(shù)據(jù)到MAT文件　　4.2.2　從MAT文件輸入數(shù)據(jù)　4.3　MEX文件讀寫MAT文件　4.4　用Visual　C/C++6.0編寫MAT文件　　4.4.1　創(chuàng)建MAT文件　　4.4.2　對讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理　　4.4.3　理解MAT文件的內(nèi)部格式　4.5　MAT文件編程第5章　MATLAB引擎　5.1　引擎函數(shù)　5.2　引擎的使用　　5.2.1　C語言應(yīng)用程序中調(diào)用MATLAB引擎　　5.2.2　Fortran語言應(yīng)用程序中調(diào)用MATLAB引擎　　5.2.3　與已經(jīng)運行的MATLAB連接　5.3　MATLAB編譯器代碼控制　　5.3.1　生成頭文件　　5.3.2　函數(shù)代碼分析　　5.3.3　包裝文件　5.4　在Visual　C++6.0中建立和調(diào)試引擎程序　5.5　在C++　Builder中使用MATLAB引擎　5.6　工程實例分析第6章　MATLAB編譯器　6.1　MATLAB與C編譯器技術(shù)概述　6.2　MATLAB　C編譯器的功能　6.3　使用MATLAB編譯器的準(zhǔn)備工作　6.4　使用MCC　　6.4.1　MCC的選項　　6.4.2　MATLAB編譯器的配置　　6.4.3　MATLAB編譯器的使用　6.5　stand　-alone的可執(zhí)行程序　　6.5.1　mbuild介紹　　6.5.2　stand　-alone應(yīng)用程序的發(fā)布　6.6　MATLAB的高級應(yīng)用　　6.6.1　編譯script文件　　6.6.2　MATLAB編譯器關(guān)聯(lián)分析失效的情況　　6.6.3　從C/C++中調(diào)用MATLAB內(nèi)置函數(shù)　　6.6.4　可變參數(shù)傳遞　　6.6.5　在MATLAB中執(zhí)行和MCR執(zhí)行的不同之處　　6.6.6　獲取CTF文件的目錄　　6.6.7　屏幕打印和錯誤信息顯示函數(shù)　6.7　使用mcc創(chuàng)建獨立可執(zhí)行的文件　　6.7.1　編譯Loadlibrary函數(shù)　　6.7.2　使用%#external編譯指示實現(xiàn)MATLAB和C/C++混合編程　6.8　MATLAB編譯器應(yīng)用舉例第7章　MATLAB與C語言的接口編程　7.1　C應(yīng)用程序　　7.1.1　C應(yīng)用程序的主要結(jié)構(gòu)　　7.1.2　Windows平臺下的可獨立運行程序　　7.1.3　錯誤和警告信息　7.2　操作MATLAB各陣列　　7.2.1　數(shù)值陣列　　7.2.2　字符陣列　　7.2.3　稀疏矩陣　　7.2.4　單元陣列　　7.2.5　結(jié)構(gòu)體陣列　　7.2.6　陣列的通用操作　7.3　陣列的索引操作　　7.3.1　為陣列元素賦值　　7.3.2　提取陣列元素值　　7.3.3　刪除陣列元素值　　7.3.4　MATLAB索引與C函數(shù)索引的比較　7.4　MATLAB　API函數(shù)操作實例　　7.4.1　更改MATLAB數(shù)值陣列的維數(shù)　　7.4.2　分析并顯示MATLAB陣列的內(nèi)容　　7.4.3　向MAT文件中寫入mxArray變量　　7.4.4　從MAT文件中讀取mxArray變量第8章　Visual　C++與MATLAB接口　8.1　在Visual　C++中調(diào)用MATLAB引擎　　8.1.1　API函數(shù)介紹　　8.1.2　使用MATLAB引擎　　8.1.3　在Visual　C++中調(diào)用MATLAB引擎實例　8.2　Visual　C++中創(chuàng)建MAT文件　8.3　Visual　C++中使用MATLAB的C、C++數(shù)學(xué)函數(shù)庫　8.4　基于MATCOM實現(xiàn)Visual　C++與MATLAB接口　8.5　使用COM組件實現(xiàn)Visual　C++與MATLAB接口第9章　MATLAB　COM　Builder的編程實現(xiàn)　9.1　COM的基礎(chǔ)　　9.1.1　COM組件概述　　9.1.2　COM組件開發(fā)的知識　9.2　MATLAB支持的組件自動化　　9.2.1　在MATLAB下運行其它軟件的組件　　9.2.2　在其它程序下運行MATLAB的組件　9.3　使用MATLAB　COM　Builder混合編程　　9.3.1　全局變量和類屬性　　9.3.2　事件處理應(yīng)用　　9.3.3　參數(shù)傳遞和轉(zhuǎn)換　9.4　MATLAB　COM　Builder工具庫　　9.4.1　概述　　9.4.2　工具庫的類　　9.4.3　安裝和發(fā)布控件　9.5　MATLAB　COM組件綜合實例　　9.5.1　編譯MATLAB　COM組件　　9.5.2　創(chuàng)建VBA工程　　9.5.3　創(chuàng)建FourierMain模塊　　9.5.4　設(shè)計窗體　　9.5.5　測試程序第10章　MATLAB與其它語言的接口混合編程　10.1　MATLAB與Excel接口編程　　10.1.1　自動化連接　　10.1.2　Excel　link安裝　　10.1.3　應(yīng)用舉例　10.2　MATLAB與Java接口編程　　10.2.1　MATLAB的Java接口概述　　10.2.2　Java語言簡介　　10.2.3　Java接口應(yīng)用　　10.2.4　應(yīng)用舉例　10.3　MATLAB.NET生成器　　10.3.1　.NET生成器概述　　10.3.2　創(chuàng)建.NET組件　　10.3.3　.NET生成器的編程　　10.3.4　應(yīng)用舉例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章MATLAB入門MATLAB是用來解決工程與科學(xué)實際問題的工程軟件，而外部接口編程是該軟件的一項基本功能。掌握MATLAB的基本使用方法是學(xué)習(xí)MATLAB外部接口編程的基礎(chǔ)，所以在Ⅱ式學(xué)習(xí)使用MATLAB進(jìn)行外部接口編程之前，首先介紹一下MATLAB軟件的基本環(huán)境及其使用方法，并了解一下MATLAB的產(chǎn)品體系。1.1MATLAB軟件簡介MATLAB的名稱源自MATrixLABoratory，它的首創(chuàng)者是在數(shù)值線性代數(shù)領(lǐng)域頗有影Ⅱ向的CleveMoler博士，同時他也是生產(chǎn)和經(jīng)營MATLAB產(chǎn)品的美國MathWorks公司的創(chuàng)始之一。MATLAB本身是一種科學(xué)計算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。MATLAB將高性能的數(shù)據(jù)計算和可視化集成在一起，并提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，還提供了一種高級的解釋型編程語言——M語言。MATLAB軟件具有良好的開放性與擴(kuò)充性，利用MATLAB提供的科學(xué)計算能力和M語言編輯能力開發(fā)了很多專業(yè)函數(shù)并組成了不同的工具箱，而這些工具箱產(chǎn)品被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計工作中.大多數(shù)的MATLAB工具箱中所包含的代碼都是開放的，這使得工程師在使用MATLAB軟件解決工程問題，不斷深化對問題認(rèn)識的同時，還可以非常容易地對MATLAB的功能進(jìn)行擴(kuò)充，從而不斷完善MATLAB軟件，以提高產(chǎn)品自身的競爭能力。

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《MATLAB應(yīng)用叢書:MATLAB R2008接口技術(shù)程序設(shè)計實例教程》是由趙書蘭編寫的。

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