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【Matlab】C++和MATLAB混合程式設計-DLL篇

先小話一下DLL,DLL是動態連結庫,是原始碼編譯後的二進位制庫檔案和程式介面,和靜態連結庫不同的是,程式在編譯時並不連結動態連結庫的執行體,而是在檔案中保留一個呼叫標記,在程式執行時才將動態連結庫檔案載入入記憶體。並且DLL在執行時是共享的,即當多個程式呼叫時,記憶體中也只保持一份動態連結庫。

動態連結庫的呼叫有顯式和隱式兩種方式。

隱式連結需要用到我們前面生成的plotdata.c,plotdata.h,plotdata.lib以及plotdata.dll檔案。
首先將plotdata.c,plotdata.h加入工程中,注意在需要用到函式的檔案加入#include “plotdata.h”。
之後連結輸入項中寫上plotdata.lib。右擊工程->Propertites->Link->Input->Additional Dependecies中加上plotdata.lib(也就是在呼叫MATLAB引擎時填寫libmat.lib、libeng.lib等的地方)注意plotdata.lib也需要放在你的工程下,或者寫全路徑,如"D:\data\plotadata.lib",需要加引號。
這樣在你的程式碼中就可以直接用plotdata.h中的介面函數了。

另顯式連結的方式:所謂“顯式”說白了就是在程式碼中寫出來我要呼叫這個DLL。

首先我們需要定義一個函式型別,方便我們後面進行函式的強制型別轉換。我們可以在plotdata.h中找到我們將要使用的函式plotdata,他的函式宣告如下:

extern LIB_plotdata_CPP_API void MW_CALL_CONV plotdata(const mwArray& rgbData);

忽略那些複雜的巨集定義,模仿著定義我們自己的函式型別:
typedef void (*HMAT)(const mwArray& rgbData);

之後在程式碼中顯式連結plotdata.dll

HINSTANCE hDLL=NULL;//DLL控制代碼
hDLL=LoadLibrary("plotdata.dll");
HMAT plotData=(HMAT)GetProcAddress(hDLL,"plotdata");
                //第一個引數為DLL控制代碼,第二個為要載入的函式名
之後便可直接在程式碼中直接使用函式plotData了。這種顯式連結只需要plotdata.dll檔案即可~
下面我們來看一下生成的函式介面
extern LIB_plotdata_C_API 
bool MW_CALL_CONV plotdataInitializeWithHandlers(
       mclOutputHandlerFcn error_handler, 
       mclOutputHandlerFcn print_handler);

extern LIB_plotdata_C_API 
bool MW_CALL_CONV plotdataInitialize(void);

extern LIB_plotdata_C_API 
void MW_CALL_CONV plotdataTerminate(void);

extern LIB_plotdata_C_API 
void MW_CALL_CONV plotdataPrintStackTrace(void);

extern LIB_plotdata_C_API 
bool MW_CALL_CONV mlxPlotdata(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, mxArray *prhs[]);

extern LIB_plotdata_C_API 
long MW_CALL_CONV plotdataGetMcrID();

extern LIB_plotdata_C_API bool MW_CALL_CONV mlfPlotdata(mxArray* rgbData);

這是plotdata.h中主要的函式。plotdataInitialize(void)可以看出是初始化的函式。如果是隱式連結DLL最好先呼叫此函式,判斷返回值否則很可能載入不到dll,而在顯式連結時,如果沒有載入函式成功,也不會直接報錯,但我們可以在單步除錯時看函式是否為分配了記憶體(即是否為null)。plotdataTerminate(void)是終止動態連結庫的函式。
mlxPlotdatat與mlfPlotdata是最關鍵的兩個介面,也是我們要載入的函式。他們執行的功能與m檔案中plotdata函式是一樣的。兩個函式輸入引數不同:
mlxPlotdata(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, mxArray *prhs[]); 其中 nlhs,plhs分別表示輸出引數的個數及輸出引數的mxArray陣列;nrhs,prhs表示輸入引數的個數及輸入引數陣列。(這個函式有點通用的感覺……)
mlfPlotdata(mxArray* rgbData); 就簡單的多,基本和m檔案中你定義的plotdata函式是一樣的(我的plotdata定義為 function []=plotdata(rgbData))
所以一般在程式中載入的是mlf開頭的函式。
這裡需要提的是我編譯生成的是C的動態連結庫。如果是生成C++的動態連結庫,生成的介面函式也帶有一個mlx開頭的函式,即
bool MW_CALL_CONV mlxPlotdata(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, mxArray *prhs[])
但是另一個函式是不帶有mlf的,直接為
void MW_CALL_CONV plotdata(const mwArray& rgbData)
而且輸入引數不是mxArray陣列,而是mwArray陣列,這也是C和C++與MATLAB混合程式設計時最主要的不同(下篇再詳細說)
但是我在嘗試C++動態連結時一直沒有成功。後來看到生成的cpp檔案同c檔案一樣也有一個 extend "C"{},這是C++為了與C相容而提供的一個關鍵字,C++編譯器將會在extend "C"的大括號內部程式碼當做C語言程式碼處理,這讓我很困惑……而如果註釋掉又會報連線錯誤
想來可能是MATLAB對C++編譯支援並不好(他自帶的lcc編譯器是隻能編譯成C的介面)總之沒有嘗試成功,暫時在程式中都用C的動態連結了。