MATLAB中MEX文件的编写与调试

学习与示例：http://www.mathworks.cn/cn/help/matlab/creating-c-c-and-fortran-programs-to-be-callable-from-matlab-mex-files.html

附博文：http://hi.baidu.com/gjviootibjbgtyd/item/521987c33433e666f6c95dbc

1. MEX的编写格式

写MEX程序其实就是写一个DLL程序，所以你可以使用C，C++，Fortran等多种编程语言来写。

编写MEX程序的编辑器可以使用MATLAB的代码编辑器，也可使用自己的C++编辑器，如VS2008等。

用MATLAB的编辑器的好处是，MEX函数会加粗高亮显示，这给程序编写带来便利，可惜无法动态调试。如用VC即可编译也可调试，比较方便。mex的编译结果实际上就是一个带输出函数mexFunction 的dll文件，所以会用VC编写和调试dll，就会用VC编写和调试MEX程序。

a. MEX文件格式

#include "mex.h"

void mexFunction( int nlhs, mxArray *plhs[],
                  int nrhs, const mxArray *prhs[] )
{

}

四个参数分别用来输出和输入数据: nlhs 输出参数个数，plhs 输出参数指针 (nrhs和prhs是输入参数相关的)。

注意: 我们对输出和输入参数的操作都是通过指针的方式进行的。(这点很容易理解，因为我们的计算结果是需要传递给MATLAB的，实际上我们传递的不是数据，而是指针。MATLAB可以通过这些指针，访问内存中的数据。)

b. 操作输入数据

对输入数据进行操作，需要通过MEX函数mxGetPr 得到数据的指针地址。 mxGetM 和 mxGetN 得到矩阵数据的行和列 (返回整数)。对于实矩阵，我们可以定义 double *M; 来对实矩阵数据操作。如:

double *M;

int m,n;

// 指针指向第一个参数的数据地址

M = mxGetPr(prhs[0]);

m = mxGetM(prhs[0]);

n = mxGetN(prhs[0]);

需要注意的是，MATLAB矩阵数据的存储顺序是"从上到下，从左到右"的，这点和Fortran是一样的。也就是说对于MATLAB的m x n的矩阵A。 A(1,1) 就是 *M，A(2,1) 就是 *(M+1) ，以此类推，A(i,j) 就是 *(M + m*(j-1) + (i-1)).

注意: MATLAB的指标从1开始，C的指标从0开始。

c. 操作输出数据

对于输出数据，我们需要首先分配内存空间，有专门的mex函数可以使用，如:

plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(m,n, mxREAL); //生成m x n 的实矩阵。

同输入数据一样，要对输出数据操作，我们也需要一个指向数据的指针变量，如

double *A;

A = mxGetPr(plhs[0]);

下面介绍一下如何使用VS2008编写MEX并编译调试。

2. VC中编写MEX

打开VS2008, 新建项目, 选择MFC DLL.

a. 配置项目属性

打开项目属性配置页，C++ -> 附加包含目录 加入MATLAB安装目录下的 \extern\include 路径。

连接器 -> 附加库目录 加入MATLAB的 \extern\lib\win32\microsoft 路径。

连接器 -> 输入 -> 附加依赖项 输入libmx.lib libeng.lib libmat.lib libmex.lib 这四个lib文件。

b. 编辑输出函数

在项目源文件的. def 中EXPORTS段加入 mexFunction， 如:

EXPORTS
    ; 此处可以是显式导出
    mexFunction

c. 编写MEX文件

项目文件中新建一个C++文件 如 mexproc.cpp，里面按前面介绍的格式编写代码即可。

d. VC编译MEX

像编译其他程序那样直接编译即可，成功会生成dll文件。如果编译链接时出错，根据错误提示，检查一下lib和h的路径是否正确，有无缺少lib文件，代码是否有语法错误等。

3. VC中调试MEX

要调试MEX程序就要先编译，再调用她。所以我们需要在MATLAB中调用这个函数，并在VC的MEX程序相应位置处下断点即可。调用的函数名就是dll的主文件名，你可以根据自己的需要改名。我们用mymexfun.dll为例，先在VC的 mexFunction 函数代码段开始处F9下断。然后Ctrl+Alt+P附加MATLAB.exe进程。这样就可以运行命令调试程序了。我们可以在MATLAB的命令行里输入命令:

          [输出变量] = mymexfun(输入变量)

(如果命令找不到，检查一下matlab当前路径，和path路径。)

程序一旦被调用，就会被断在我们的断点处。接着你就可以像调试C++程序那样调试MEX程序了。

在MATLAB中编译MEX可以输入: mex 文件名.cpp

MATLAB上编译MEX时，你可以选择不同的编译器如lc, gcc等。也可以在编译时附加lib和h文件。关于mex的命令详解请参考MATLAB帮助文档。