在MATLAB环境下访问外部函数的共享库文件Word文档格式.docx
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uint8mxIsInf（double）
值得注意的是，这两个函数返回值的类型均是MATLAB的数据类型，虽然函数是利用C语言编写的。
调用库函数
一旦库函数被加载到了内存空间，只要指定库名、函数名和变量就可以使用calllib函数调用库中的任何函数了。
语法格式：
calllib（‘libname’,’funcname’,arg1,…,argn）
下列语句显示如何操作：
hfile=['
C:
\MATLAB7\extern\include\matrix.h'
];
loadlibrary（‘libmx’,hfile）;
y=rand（4,7,2）;
%producea3Darray,thereare56elementsinit
calllib（‘libmx’,’mxGetNumberOfElements’,y）
ans=
56
Calllib（‘libmx’,’mxGetClassID’,y）
mxDouble_CLASS
传递变量
当调用外部库里的函数时，该为函数提供哪种类型的变量呢？
MATLAB的extern\examples\shrlib\shrlibsample库里对每一种特殊的变量类型都作出了说明。
但我们首先必须把该库文件的路径添加到MATLAB的搜索路径中来，或者使该库文件所在的目录成为当前目录，两种做法的命令如下。
addpath（‘C:
\MATLAB7\extern\examples\shrlib’）
cd（‘C:
下面的例子就是加载该库并显示了其中的一些函数。
loadlibraryshrlibsampleshrlibsample.h
libfunctionsshrlibsample–full
执行上述两行后，返回：
Functionsinlibraryshrlibsample:
[double,doublePtr]addDoubleRef（double,doublePtr,double）
doubleaddMixedTypes（int16,int32,double）
[double,c_structPtr]addStructByRef（c_structPtr）
doubleaddStructFields（c_struct）
c_structPtrPtrallocateStruct（c_structPtrPtr）
voidPtrdeallocateStruct（voidPtr）
doublePtrmultDoubleArray（doublePtr,int32）
[lib.pointer,doublePtr]multDoubleRef（doublePtr）
int16PtrmultiplyShort（int16Ptr,int32）
stringreadEnum（Enum1）
[string,string]stringToUpper（string）
这里所有的函数都是用C语言编写的。
一些通用的规则
在函数的输入输出变量问题上，以下几点应注意：
1.许多变量类型，象int32、double与C语言的数据类型非常相象。
这些变量只需要传递MATLAB型的数据就可以了。
2.而有些C语言的变量类型，象**double、还有预定义型与标准MATLAB数据类型是完全不同的。
这种情况下，有两种选择，要么给外部函数的入参传递标准的MATLAB数据类型，让MATLAB程序自动转化，要么先使用MATLAB提供的转化函数，如libstruct、libpointer自己转化。
关于转化，可以参考DataConversion。
3.C语言通常可以按形参传递变量，但MATLAB不支持这种做法，不过可以创造MATLABPtr或PtrPtr型的变量，去兼容C语言的形参。
4.C语言通常还可以通过形参来返回输入变量的值，而MATLAB需要额外的变量来获得返回值。
传递变量的通用规则
1.库函数传递形参时，标量不必非得声明。
2.如果库函数使用单下标来引用二维矩阵元素时，请记住，C语言是逐行处理矩阵元素，而MATLAB是按列优先处理的。
因此迎合C语言的习惯，可以在给MATLAB函数传递变量之前把矩阵进行转置，从函数返回后再转置回来就行了。
3.由上可知，当传递的矩阵超过二维时，MATLAB会改变矩阵的行列结构，为了确保矩阵的结构不被破坏，可以事先记录矩阵的结构，在调用结束后利用reshape函数还原即可。
例如：
vs=size（vin）;
%supposethedimentionofvectorvinis2-by-5-by2
vout=calllib（‘shrlibsample’,’multDoubleArray’,vin,20）;
%dimentionhavebeenaltered
210
vout=reshape（vout,vs）;
%Restorethearrayto2-by-5-by-2
size（vout）
252
4.当支持可选参数时，可用一空矩阵来传递一个NULL型参数。
这是在变量为Ptr或PtrPtr型时唯一的选择。
传参
外部库的许多函数是传递形参的，为了能与这些函数交互，MATLAB通常传递一个叫“指针对象”的变量，不过别把它与传参混同了。
数据转化
在多数情况下，传递给外部库函数或从外部库函数返回的数据类型自动被MATLAB转化，然而，或许你偶尔也希望有些时侯能手动转化:
1.当需要传递相同的数据给一系列库函数时，可能手动转化要比让MATLAB自动转化更为明智，更能节省时间。
2.当传递大结构的数据时，手动转化数据使之匹配C结构而不是直接采用通用的MATLAB型数据的做法，比直接使用libstruct函数把C结构型的数据转换成MATLAB型数据更能节省内存。
3.当外部函数使用超过一层引用（例如，指向指针的指针变量double**）时，用libpointer函数构造一个参数，比直接让MATLAB自动转化数据要好。
原始类型
共享库接口支持所有标准C数据类型。
下表显示了C与MATLAB等价的数据类型。
C类型（32位机器）
等价MATLAB类型
char,byte
int8
unsignedchar,byte
uint8
short
int16
unsignedshort
uint16
int,long
int32
unsignedint,unsignedlong
uint32
float
single
double
char*
string（1-by-nchararray）
下表显示的lib.pointer类中的数据类型，非MATLAB标准类型
C数据类型（32位机器）
扩展MATLAB数据类型
integerpointertypes（int*）
（u）int（size）Ptr
float*
singlePtr
double*
doublePtr
mxArray*
MATLABarray
void*
voidPtr
type**
sameastypePtrwithanaddedPtr（e.g.,double**isdoublePtrPtr）
MATLAB可以自动把转化数据为外部库函数所需要的任何原型数据，这就意味着可以传递一个双精度型数据给一个8位整数型变量。
下述C函数接受短整型、整型和双精度型数据：
doubleaddMixedTypes（shortx,inty,doublez）
{
return（x+y+z）;
}
你可以极其简单地在MATLAB中只传递给该函数以双精度变量，MATLAB自动判断每个变量接受何种类型的变量，并作近似转化。
calllib（‘shrlibsample’,’addMixedTypes’,127,33000,pi）
3.3130e+004
转化参数
当外部函数原型定义一个形参时，MATLAB能自动地把一个按值传递的变量转化为形参。
因此，当给一个双精度指针变量赋一双精度变量时，MATLAB会自动地把该双精度变量转化为双精度形参。
addDoubleRef是一个接受双精度指针型形参的函数：
doubleaddDoubleRef（doublex,bouble*y,doublez）
return（x+*y+z）;
用三个双精度变量调用该函数，MATLAB自动处理数据转化：
calllib（‘shrlibsample’,‘addDoubleRef’,1.78,5.42,13.3）
20.5000
字符串
当变量需要字符型指针数据时，你可以传递一个MATLAB型字符串（矩阵）。
下述C函数接受一个字符指针型数据：
char*stringToUpper（char*input）
{
char*p=input;
if（p!
=NULL）
while（*p!
=0）
*p++=toupper（*p）;
returninput;
libfunctions显示，你可以用一个MATLAB字符串作为输入。
[string,string]stringToUpper（string）
定义一个MATLAB字符矩阵str，把它传递给变量。
str=’ThiswasaMixedCasestring’;
%MATLAB中字符串以“’”号对表示
calllib（‘shrlibsample’,‘stringToUpper’,str）
THISWASAMIXEDSTRING
注意：
虽然MATLAB传递给变量的很象字符型的形参，但它并不真正的参数类型。
因为它并不包括MATLAB字符矩阵str的地址。
因此当函数执行完毕时，字符串的值并未改变。
枚举型
如果变量被定义为C中的枚举型，你可以传递枚举型或一个与枚举值等价的整数。
shrlibsample库中的readEnum函数返回与传入变量相应的枚举型。
下述为Enum1的定义和C语言函数readEnum：
enumEnum1{en1=1,en2,en4=4}TEnum1;
char*readEnum（TEnum1val）
switch（val）{
case1:
return“youchoseen1”;
case2:
return“youchoseen2”;
case4:
return“youchoseen4”;
default:
return“enumnotdefined”;
}
MATLAB，你可以用一个枚举型字符或等价的整数来表示枚举型数据。
上述中定义的枚举型数据TEnum1中，en4与4等价：
calllib（‘shrlibsample’,‘readEnum’,‘en4’）
youchoseen4
calllib（‘shrlibsampel’,‘readEnum’,4）
结构体型
当库函数接受结构体型变量时，你需要给它传递与在结构体定义时拥有相同域名的结构体变量。
为了确定结构体变量的域和类型，你可以：
1.查询库文档
2.在加载到MATLAB的库的头文件中寻找结构体的定义。
你也可以在MATLAB中采用下述步骤来确定外部函数定义过的结构体的域名。
1.利用libfunctionsview函数来显示正在使用的库函数的信息，它包含了每一个函数所做用的结构体数据的名字。
当键入libfunctionsviewshrlibsample命令时，MATLAB就会在新窗口中显示库函数的信息。
如:
doubleaddStructFields（c_struct）
2.利用libstruct函数获取结构体定义模型。
如s=libstruct（‘c_struct’）;
3.继而利用get函数返回结构体数据的域名。
如get（s）
p1:
p2:
p3:
4.利用calllib函数初始化所需要传递给库函数的域值。
如s.p1=478;
s.p2=-299;
s.p3=1000;
calllib（‘shrlibsample’,‘addStructFields’,s）
当你利用calllib函数创建或初始化结构体数据时，不必去匹配结构体的数据域，MATLAB会自动转化数据类型。
指定结构体域名
下面是在为外部库函数传递结构体数据时一般的做法：
1.结构体数据可能只包含了定义中很少的一部分域，MATLAB会把其余的域初始化为0.
2.你所使用的任何结构体的域名须与定义中的域名一致。
3.结构体中不能包含库函数中未定义过的域名。
传递MATLAB结构体
与其他的数据类型一样，当外部函数接受结构体变量数据类型时，就可以传递一个MATLAB型结构体数据给它。
结构体的域名必须与库函数定义中的域名一致，而数值类型则可以不同，由MATLAB自动转换完成。
如shrlibsample共享库中定义了这样的C结构和函数：
structc_struct{
doublep1;
shortp2;
longp3;
};
doubleaddStructField（structc_structst）
doublet=st.p1+st.p2+st.p3;
returnt;
}
下面的代码完成向addStructField函数传递一个结构体变量sm，包含三个双精度数据，即传递的数值类型与C定义中的不一样，但域外必须相同，否则传递不进去：
sm.p1=476;
sm.p2=-299;
sm.p3=1000;
calllib（‘shrlibsample’,‘addStructFields’,sm）
1177
传递结构体对象
当为外部函数传递结构体变量时，MATLAB为了确保传递成功，要求域名必须与库函数定义中的一致，而对数值类型则不加强求，由MATLAB自动转换成库函数中对应域的数值类型，并且把空域的值均初始化为零。
当结构体数据较小时，这种做法很有效。
然而，当重复传递一个或多个大的结构体数据时，手动转化是更明智的选择，不仅可以节省时间，还可以节省内存和空间。
使用libstruct函数
s=libstruct（‘structtype’,mlstruct）
返回值s叫做libstruct对象。
虽然它实际上是MATLAB的一个对象，但它更象是一个结构体数据。
这个新的所谓“结构体”的域名得自于外部库函数中结构体的域名。
例如，把MATLAB结构体sm转换成libstruct对象sc：
sc=libstruct（‘c_struct’,sm）;
sm的原始结构中域值为三个双精度型，而libstruct函数转换后的sc对象的域名则与c_struct结构体一致，分别为double、short和long型。
创建空libstruct对象
s=libstruct（‘structtype’）这种调用格式可以生成域名完整，域值为0的空libstruct对象。
使用结构体作为对象
libstruct转换后的结构体实际上是lib.c_struct类中的一个对象实例，这一点可以通过whos命令的输出来验证：
whossc
NameSizeBytesClass
sc1-by-1lib.c_struct
Grandtotalis1elementusing0bytes
域已经被当成了lib.c_struct类的属性来处理了。
你可以利用基于对象的函数set和get来读写：
sc=libstruct（‘c_struct’）;
set（sc,‘p1’,100,‘p2’,150,‘p3’,200）;
%对象读写须用get、set
get（sc）
100
150
200
但是你也可以象处理结构体数据那样简单地对sc进行读写：
sc.p1=23;
%而结构体的域可以直接赋值
sc.p1
23
创建形参
你可以为外部函数按值传递大多数的变量，即使函数原型要求形参传递，然而有时你会发现这与直接给C传递形参一样揍效。
使用库指针函数
用函数libpointer构造一个形参的语法如下：
p=libpointer（‘type’,‘value’）
例如要创建一个指向int16数据类型的指针pv，就得先指定指针的类型，并以Ptr作后缀：
v=int16（485）;
pv=libpointer（‘int16Prt’,v）;
返回值pv实际就是MATLAB中lib.pointer类的一个实例。
lib.pointer有属性值和数据类型。
你可以用get或set函数来读或写这些属性。
get（pv）
value:
485
DataType:
’int16Ptr’
lib.pointer类还有另外两种方法setdatatype和reshape。
methods（pv）
methodsforclasslib.pointer:
setdatatypereshape
为原始类型创建形参
如何去创建和传递指针给双精度型，又如何输出数据这里有一个简单的例子可以说明。
函数multDoubleRef接受一个双精度形参同时返回双精度型。
double*multDoubleRef（double*x）
*x*=5;
returnx;
输入数据x来创建一个形参xp：
x=15;
xp=libpointer（‘doublePtr’,x）;
get（xp）
15
Datatype:
’doublePtr’
现在可以调用函数来检验结果：
calllib（‘shrlibsample’,‘multDoubleRef’,xp）;
get（xp,‘value’）
75
xp虽然是作为x的形参而创建的，但它并非真的象C语言的指针，因为xp中并不包含x的地址，因此，当函数执行时，函数修改xp的属性值，但它并不修改x的值。
获得函数的返回值
在上述最后一例子中，从MATLAB调用的函数返回值可以通过检查修改了的输入形参来获得，但这个函数也可以通过输出变量来获得。
这个函数的MATLAB原型表明（利用libfunctionsshrlibsample–full查看原型），它返回了两个输出变量，一为lib.pointer类的对象，另一为dlublePtr输入变量的属性值：
[lib.pointer,doublePtr]multDoubleRef（doublePtr）
再次运行这个例程，但这次检查返回值
x=15;
xp=libpointer（‘doublePtr’,x）;
[xobj,xval]=calllib（‘shrlibsample’,‘multDoubleRef’,xp）
xobj=
lib.pointer
xval=
创建结构体形参
与创建原始类型的形参相比，创建结构体的形参并非难事。
下述函数只接受C语言形式的结构体形参，它的返回值是所有结构体域值之和，同时也修改了输入参量。
doubleaddStructByRef（structc_struct*st）
doublet=st->
p1+st->
p2+st->
p3;
st->
p1=5.5;
p2=1234;
p3=12345678;
（1）传递结构体本身
虽然这个函数期望获得一个结构体的输入参量。
下列给形参传递了一个MATLAB的结构体sm，返回值是正确的，因为sm不是按址传递，所以sm的域值并未被函数修改。
x=calllib（‘sh
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