QT與MATLAB混合編程的詳細教程
QT與MATLAB混合編程
本文就介紹使用 Qt 和 Matlab 進行混合編程的基本流程，主要包括：
- 如何在Matlab中將m文件編譯為C++語言的DLL文件
- 如何在Qt項目中加入自定義DLL相關的LIB文件，以及MATLAB相關的LIB文件和H文件搜索路徑
- MATLAB運行時DLL文件所在路徑，及系統(tǒng)相關的環(huán)境變量設置
- 如何在Qt中調用自定義DLL中的函數(shù)，如何通過mwArray類傳遞輸入輸出參數(shù)
一、環(huán)境
- Win10
- Qt 5.14.2 (MSVC 2017, 32 bit)
- matlab R2016b
- vs2017
二、將matlab程序寫成函數(shù)形式
在MATLAB中編寫一個畫有向圖的函數(shù)Matlab_Digraph.m為例，其代碼如下：
function Matlab_Digraph(fullLineS,fullLineT,v,dottedLineS,dottedLineT,taskNum,jobId,oper,iCriticalPathS,iCriticalPathT,select)
close all;
figure('NumberTitle', 'off','Name', '有向圖');
nodenames=cell(1,taskNum+2);
for i=1:taskNum+2
if i==1
nodenames{1,i}='開始';
elseif i==taskNum+2
nodenames{1,i}='結束';
else
txt = sprintf('J%d.%d(%d)',jobId(i-1),oper(i-1),v(i-1));
nodenames{1,i}=txt;
end
end
G= digraph(fullLineS,fullLineT,[],nodenames);
p=plot(G,'Layout','force');
p.ArrowSize=15; %箭頭大小
p.LineWidth=2; %線寬
p.EdgeColor ='black'; %線顏色
p.Marker = 'o'; %節(jié)點標記符號
p.MarkerSize=10; %節(jié)點大小
p.NodeColor = 'cyan'; %節(jié)點顏色
set( gca,'XTick' ,[] ,'YTick',[]);
highlight(p,dottedLineS,dottedLineT,'LineStyle','--') ;
if select==1
highlight(p,iCriticalPathS,iCriticalPathT,'EdgeColor','r','LineWidth',5) ;
end
end
在matlab中運行一下，如：
% 函數(shù)digraph(s,t,v)：可在 s 和 t 中的對應節(jié)點之間創(chuàng)建邊，并生成一個圖 % s 和 t 都必須具有相同的元素數(shù)；這些節(jié)點必須都是從1開始的正整數(shù)，或都是字符串元胞數(shù)組。 >> fullLineS=[1 1 5 1 3 8 7 2 6 9 4 10 2 3 5 6 8 9]; >> fullLineT= [2 3 4 5 6 7 11 8 9 11 10 11 3 4 6 7 9 10 ]; >> v=[3 2 4 3 3 3 3 5 3]; >> dottedLineS=[1 2 3]; %虛線 >> dottedLineT=[2 3 4]; >> taskNum=9; >> jobId=[ 2 1 3 3 1 2 2 1 3 ]; >> oper=[ 1 1 2 1 2 3 2 3 3 ]; >> iCriticalPathS=[5 8]; %關鍵路徑 >> iCriticalPathT=[6 9]; >> select=1;
同時繪圖如下：
三、將函數(shù)的.m文件轉換成動態(tài)鏈接庫形式
首先，檢查一下自己的mcc編譯器是否可用
命令行輸入指令
>> !mcc
正常的結果應該如下：
mcc Compile MATLAB functions for deployment outside MATLAB.
mcc [-options] fun [fun2...]
OPTIONS:
a <filename> Add <filename> to the deployable archive. If the specified
file is an m, mex or p file, this function will not be exported in the
resulting target.
C Generate a separate deployable archive.
d <directory> Output directory.
e Suppress MS-DOS Command Window. Use in place of -m.
g Include debugging symbol information.
I <path> Add <path> to the list of paths to search for files.
m Generate a standalone application.
N Clear the compilation search path of all directories except the following
core directories:
<matlabroot>/toolbox/matlab
<matlabroot>/toolbox/local
<matlabroot>/toolbox/compiler
o <outputfilename> Output name.
p <directory> Add <directory> to the compilation search path. This
option can only be used in conjunction with the -N option.
R <option> Specify the run-time options for the MATLAB Runtime.
v Verbose.
Y <license.dat file> Override the default license.dat file.
EXAMPLES:
Make a standalone executable for myfun.m:
mcc -m myfun
Make standalone executable for myfun.m. Look for myfun.m in the
directory /files/source, and put the resulting C files and executable in
the directory /files/target:
mcc -m -I /files/source -d /files/target myfun
Make a standalone executable from myfun1.m and myfun2.m:
mcc -m myfun1 myfun2
For more details, execute "doc mcc" from MATLAB.
如果出現(xiàn)error，那么就是Matlab的編譯器不能用，原因是Matlab并未完全破解。
解決了編譯器問題之后，之后輸入mbuild -setup
>> mbuild -setup MBUILD 配置為使用 'Microsoft Visual C++ 2017 (C)' 以進行 C 語言編譯。 要選擇不同的語言，請從以下選項中選擇一種命令: mex -setup C++ -client MBUILD mex -setup FORTRAN -client MBUILD
要使用C++編譯器，所以要點擊上面的mex -setup C++ -client MBUILD
之后，在命令行輸入
>> mex -setup
>> mex -setup MEX 配置為使用 'Microsoft Visual C++ 2017 (C)' 以進行 C 語言編譯。 警告: MATLAB C 和 Fortran API 已更改，現(xiàn)可支持 包含 2^32-1 個以上元素的 MATLAB 變量。不久以后， 您需要更新代碼以利用 新的 API。您可以在以下網址找到相關詳細信息: http://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_external/upgrading-mex-files-to-use-64-bit-api.html。 要選擇不同的語言，請從以下選項中選擇一種命令: mex -setup C++ mex -setup FORTRAN
然后選擇：mex -setup C++
需要注意的是，matlab每次重啟后，都要重新按以上步驟進行mbuild -setup/mex -setup的配置。
選擇Liberty Complier
“TYPE”部分選擇C++ shared Library，“EXPORTED FUNCTIONS”是需要導出的m文件，點擊右側的“Add”按鈕選擇編寫的文件Matlab_Digraph.m。右側是MATLAB運行時庫的安裝打包方式，在本機上測試可選擇“Runtime downloaded from web”。
打包完成后，在項目文件Matlab_Digraph.prj的目錄下生成與項目同名的子目錄，即\Matlab_Digraph，該目錄下有3個文件夾。
Matlab_Digraph\for_redistribution_files_only目錄下是編譯生成的.dll 、.lib和.h文件，其中.lib和.h文件是在Qt項目編譯時需要用到的，.dll文件是程序運行時需要用到的。
將生成的.h.lib.dll文件三個一起拷到代碼所在的文件夾。
可以使用Dependency Walker來查看.dll文件中的一些內容
四、QT調用
1.添加外部庫
點擊下一步，之后按如下配置，點擊瀏覽選擇庫，之后勾掉Linux和Mac，且勾掉為debug版本添加’d’作為后綴。
點擊下一步，你就會發(fā)現(xiàn)你的.pro文件中多了幾行：
win32: LIBS += -L$$PWD/./ -lMatlab_Digraph INCLUDEPATH += $$PWD/. DEPENDPATH += $$PWD/.
2.Matlab其他依賴庫和頭文件搜索路徑的加入
重點是Qt 的pro文件的配置，我們需要在pro文件中加入以下內容：
DEFINES += __MW_STDINT_H__ INCLUDEPATH += D:/MATLAB/extern/include INCLUDEPATH += D:/MATLAB/extern/include/win64 LIBS += -LD:/MATLAB/extern/lib/win64/microsoft -llibmx LIBS += -LD:/MATLAB/extern/lib/win64/microsoft -llibmat LIBS += -LD:/MATLAB/extern/lib/win64/microsoft -lmclmcr LIBS += -LD:/MATLAB/extern/lib/win64/microsoft -lmclmcrrt LIBS += -LD:/MATLAB/extern/lib/win64/microsoft -llibeng
（這個要根據(jù)自己的Matlab具體的安裝位置來修改。）
3.工程中的頭文件中添加.h文件
#include "Matlab_Digraph.h"
4.系統(tǒng)環(huán)境變量的設置
額外加入的一些庫實際上對應于MATLAB運行時的一些DLL文件，這些運行時文件主要在以下幾個目錄下，所以要保證這些目錄添加到了Windows的環(huán)境變量PATH里。
D:\MATLAB\runtime\win64; D:\MATLAB\\bin\win64;
若是程序發(fā)布到沒有安裝MATLAB的電腦上，需要用Matlab Compiler編譯生成的安裝包。
5 編寫使用DLL內函數(shù)的代碼
（1）DLL的初始化
Matlab_DigraphInitialize();
在使用Matlab_Digraph.dll里的函數(shù)之前，必須先初始化。Matlab_DigraphInitialize()是庫初始化函數(shù)。
（2）函數(shù)的輸入輸出參數(shù)
mwArray是MATLAB的數(shù)組類，MATLAB編譯生成的DLL的接口函數(shù)的參數(shù)都是采用mwArray類型，例如Matlab_Digraph.h文件中的函數(shù)Matlab_Digraph()的函數(shù)原型為：
extern LIB_Matlab_Digraph_CPP_API void MW_CALL_CONV Matlab_Digraph(const mwArray& fullLineS, const mwArray& fullLineT, const mwArray& v, const mwArray& dottedLineS, const mwArray& dottedLineT, const mwArray& taskNum, const mwArray& jobId, const mwArray& oper, const mwArray& iCriticalPathS, const mwArray& iCriticalPathT, const mwArray& select);
6 mwArray類的使用
四、編譯和運行
void DiGraph::DrawDigraph_CP()
{
select[0] = 1;
VectorToArr();
DrawLines();
TransFormat();
c.ImportData_Digraph(in_degree, in_out_weight, MAXVEX, MAXEDGE);
criticalPathArcSize = c.TransferResults_CP(&iCriticalPathS, &iCriticalPathT);
if (!Matlab_DigraphInitialize()) // 初始化，必須要使用
{
qDebug() << "add init failed.";
return;
}
mwArray in_fullLineS(1, MAXEDGE, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
mwArray in_fullLineT(1, MAXEDGE, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
mwArray in_jobId(1, taskNum[0], mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
mwArray in_oper(1, taskNum[0], mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
mwArray in_v(1, taskNum[0], mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
mwArray in_dottedLineS(1, MAXEDGE - workPieceNum - taskNum[0], mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
mwArray in_dottedLineT(1, MAXEDGE - workPieceNum - taskNum[0], mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
mwArray in_taskNum(1, 1, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
mwArray in_iCriticalPathS(1, criticalPathArcSize, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
mwArray in_iCriticalPathT(1, criticalPathArcSize, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
mwArray in_select(1, 1, mxDOUBLE_CLASS, mxREAL);
in_fullLineS.SetData(fullLineS, MAXEDGE);
in_fullLineT.SetData(fullLineT, MAXEDGE);
in_jobId.SetData(jobId, taskNum[0]);
in_oper.SetData(oper, taskNum[0]);
in_v.SetData(macDurationTime, taskNum[0]);
in_dottedLineS.SetData(dottedLineS, MAXEDGE - workPieceNum - taskNum[0]);
in_dottedLineT.SetData(dottedLineT, MAXEDGE - workPieceNum - taskNum[0]);
in_taskNum.SetData(taskNum, 1);
in_iCriticalPathS.SetData(iCriticalPathS, criticalPathArcSize);
in_iCriticalPathT.SetData(iCriticalPathT, criticalPathArcSize);
in_select.SetData(select, 1);
Matlab_Digraph(in_fullLineS, in_fullLineT, in_v, in_dottedLineS, in_dottedLineT, in_taskNum, in_jobId, in_oper, in_iCriticalPathS, in_iCriticalPathT, in_select);
}然后構建項目運行，彈出plot繪圖，與預期相符
總結
到此這篇關于QT與MATLAB混合編程的文章就介紹到這了,更多相關QT與MATLAB混合編程內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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