VO++与Matlab混合编程技术应用分析.pdf

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1、I S S N，1 9 0，2-4 9 5 6C N l1 2 0 3 4 T实验技术与管理E x p e r i m e n t a lT e c h n o l o g ya n dM a n a g e m e n t第2 6 卷第1 期2 0 0 9 年1 月V 0 1 2 6N o 1J a n 2 0 0 9V O+与M a t l a b 混合编程技术应用分析赵志强1，刘志成2(1 首都医科走学设备与实验室管理处，北京1 0 0 0 6 9，2 首都医科大学生物医学工程学院，北京1 0 0 0 6 9)擒要：为高效、方便地绘制三维静动态图形，提出了种基于V i s u a lc+

2、和M a t l a b 混合编程的方法。运用M a t l s b C o m p i l e r 简单、方便地实现V c+与M a t l a b 的混合编程，生成独立于M a t l a b 环境的三维图形程序。关键词：混合编程；G U I；M a t t a b 编译器中图分类号：T P 3 9文献标识码：B文章编号：l 0 0 2 4 9 5 6(2 0 0 9)0 卜0 0 9 9 0 3A p p l i c a t i o na n a l y s i so fm i x e dp r o g r a m m i n gt e c h n i q u eu s i n gV C

3、+a n dM a t l a bZ h a oZ h i q i a n 9 1，L i uZ h i c h e n 9 2(1 D e p a r t m e n to fE q u i p m e n tS u p p l i e sa n dL a b o r a t o r y，C a p i m lM e d i c a lU n i v e r s i t y，B e i j i n g1 0 0 0 6 9 C h i n a；2 S c h o o lo fB i o m e d i a e a lE n g i n e e r i n g，C a p i t a lM e

4、 d i c a lU n i v e r s i t y，B e i i i n g1 0 0 0 6 9，C h i n a)A b s t r a c t：F o rd r a w i n gu pt h et h r e e-d i m e n s i o n a ls t a t i ca n dd y n a m i cg r a p he f f i c i e n t l ya n dc o n v e n i e n t l y，t h i sp a p e rp r o p o s e sonek i n do fm i x e dp r o g r a m m i n g

5、m e t h o db a s e do nV i s u a lC+a n dM a t l a b T h eM a t l a bc o m p i l e ri su s e dt or e a l i z es i m p l ya n de a s i l yt h em i x e dp r o g r a m m i n gu s i n gV i s u a lC+a n dM a t l a b，a n dt Og e n e r a t et h ei n d e p e n d e n tt h r e e-d i m e n s i o n a lg r a p h

6、p r o c e d u r ef r o mM a t l a be n v i r o n m e n t K e yw o r d s：m i x e dp r o g r a m m i n g；G U IIM a t l a bc o m p i l e r与V C+结合充分，利用两者的优势是M a t l a b研究与运用的一个热点。借助V C+的强大功能和M a t l a b 强大数值计算及图形绘制能力，能简单、快捷、有效地实现三维图形的绘制，而且所编译的程序可以脱离庞大的M a t l a b 环境独立执行，当代码被编译成可执行程序后，又可极大地提高程序的安全性。采取具有很

7、高编程效率的通用编程平台V C+与M a t l a b混合编程的方式，将更有助于发挥M a t l a b 和V C 的各自优势。1三维图形的模型和程序设计1 1 在M a t l a b 中绘制三维图形L 1 1 绘制三维静态图形(1)灯笼。灯笼是特殊的三维圆柱，在X Y 平面上它的投影是圆，而半径，即Z，是不断地连续变化，如图1 所示。具体算法如下。z e t a 一p i 2：p i 1 2；p i 2 Ir=0 5+c o s(z e t a)；r 一 o 5，r，0 5 ；收稿日期：2 0 0 71 2 1 7作者简介：赵志强(1 9 7 9 一)，男山西省太原市人，硕士，工程师，

8、主要从事仪器设备管理及计算机应用 x，y，z =c y l i n d e r(r，1 2)，s u r f(x，y，z)，g r i do n图1 灯笼(2)散点圆球。先画出一个圆，然后对该圆进行分层取点，每层取出的点数一定，如图2 所示。再用函数s c a t t e r 3 实现：x，y，z ；s p h e r e(1 6)；X=x(：)；对x 取点Y=y(；)对y 取点Z z(：)，对z 取点c。f l o o r(a b s(Z)*2 5 5)；s=f l o o r(a b s(Z)+1)*5 0)；万方数据1 0 0实验技术与管理圈2 散点圆球s c a t t e r 3(X

9、，Y，Z，s，c，f i l l e d)1 1 2 绘制三维动态图形例如，螺旋转图。它是沿着具有规律变化的数据指定的轨道画成的，见图3。代码为：d e a re l ct l=0：p i l O O l 3 0 p i“=(O：l O O O)1 0 0 0*1 0+p iFx l=c o s(t 1)；y l s i n(t 1)Iz l=一t l It 2=(0：1 0)1 0 Ix z x l(e n d)*(1 一t 2)；y Z y l(e n d)*(1 一t 2)；z 2=z l(e n d)o n e s(s i z e(x 2)；t 3=t 2；z 3 一(1 一t 3)*

10、z l(e n d)；x 3 一z e r o s(s i z e(z 3)；y 3=x 3 lt 4=t 2 Ix 4=t 4；y 4=z e r o s(s i z e(x 4)；z 4=y 4；x 一-x lx 2x 3x 4 ；y=y ly 2y 3y 4 ；z 一 z lz 2z 3z 4 ；c o m e t 3(x，Y，z)围3 螺旋转图1 2 用M a t l a b 的G U I 图形用户界面建立M 文件1 2。l 甩户图形界面概迷用户图形界面(G u I)是程序的图形化界面。使用用户界面开发环境可以方便地创建G U I 应用程序，图形用户界面开发环境根据用户设计的G U I

11、 布局，自动生成一个M 文件的框架，用户使用这一框架编制自己的应用程序，在自动生成的M 文件中，采用了有效的方法管理对象句柄、执行调用函数等工作，提供了管理全局变量的方法，同时为调用函数自动添加子函数，以利于扩大应用范围。1 2 2创建并显示用户图形界面(1)打开M a t l a b f i l e G U I 或在M a t l a b 命令窗口里输入G U I D E，打开G U I 布局界面。(2)在G U I 界面上选择布局编辑器，建立所需的图形用户界面：5 个文本域(t e x tf i e l d)，标签是在图像窗口内某一点上的字符串。坐标系(a x e s)用来创建一个新的坐标

12、系；3 个框架(f r a m e)是一个长方形，用于联合其他控件，而它则不会产生反应，一个框架中有文本域，而另外2 个有文本域和列表框；2 个列表框(1 i s tb o x)可显示一系列文本字符串，可用单击或双击选择其中的一个字符串。(3)调用M a t l a h 工具g u i d e 对图象中的控件进行布局。(4)用M a t l a b 属性编辑器(p r o p e r t yi n s p e c t o r)(内置于g u i d e)给每一个控件起一个名字(标签)，还可设置每一个控件的其他特性，如颜色、显示的文本等。(5)把图象保存到一个文件中，当文件被保存后，程序将会产生

13、2 个文件，文件名相同，扩展名不同。f i g 文件包括创建的用户图形界面，M 文件包含加载这个图象的代码和每个G U I 元素的主要回应。(6)编写代码执行与每一个回应函数相关的行为。对于该图形用户界面，有两个列表框(1 i s tb o x)是要编写每一个回应函数相关的行为。在选择布局编辑器建立列表框时，就在相应的M 文件中产生代码。把该G U I 用户图形界面保存为u n t i t l e d l f i g，当运行该u n t i t l e d l f i g 时M a t l a b 会自动生成u n t i t l e d l m文件。2V C+与M a t l a b 混合编

14、程的实现和图形绘制2 1V C+与M a t l a b 混合编程的实现2 1 1首先进行M a t l a b 编译环境的设置为了能够使用M a t l a b 的C o m p l i e r 将*m 函数文件编译为动态链接库D L L，必须对M a t l a b 的环境做出相应的配置。在M a t l a b 的C o m m a n dW i n d o w下输人命令m b u i l d s e t u p，并根据M a t l a b 的提示选择合适的编译器。2 1 2 创建动态链接库(*D L L)使用M a t l a b 为V C+I D E 提供A d d i n。在V

15、C+中创建工程的时候选择M a t l a bP r o j e c tW i z a r d，并且在接下来的S t e p1 中的V i s u a lM a t l a bA p 万方数据赵志强等：V c+与M a t l a b 混合编程技术应用分析1 0 1p l i c a t i e nT y p e 选择S h a r e dM D L L，添加*I T I 文件，进行编译。2 1 3 在V C+中使用M a t l a b 生成的动态键接库(*D L L)为了能在V C+中使用上面生成的*D L L，首先要对V C+的环境进行些设置。(1)设置I n c l u d e 和L

16、i b r a r y 目录在V C+I D E 中选择T o o l s O p t i o n s-D i r e e t o r i e s。在S h o wd i r e c t o r i sf o r：中选择I n c l u d ef i l e s，添加如下2 个目录：e x t e r n i n c l u d e e x t e r n i n e l u d e c p p在S h o wd i r e c t o r i sf o r：中选择L i b r a r yf i l e s，添加如下2 个目录：e x t e r n l i b w i n 3 2 e x

17、 t e r n k l i b w i n 3 2 m i c r o s o f t m s v c 6V C+十I D E 就会自动记录。自动应用到每一个工程(P r o j o c t)。(2)工程(p r o j e c t)设置在V C+I D E 中选择P r o j e c t S e t t i n g C C+在C a t e g o r y 中选择C o d eG e n e r a t i o n在U s er u n-t i m el i b r a r y 中选择M u h i t h r-e a d e dD L L在C a t e g o r y 中选择P r

18、e e o m p i l e dH e a d e r s，选择A u t o m a t i eu s eo fp r e e o m p i l e dh e a d e r s并且在T h r o u g hh e a d e r 下面添加s t d a f x h在C a t e g o r y 中选择P r e p r o c e s s o r在p r e p r o c e s s o rd e f i n i t i o n s 中添加M S V C、M S W I N D 和I B M P C在V C+I D E 中选择P r o j e c t-S e t t i n g

19、 s-*L i n k在C a t e g o r i e s 中选择I n p u t在I g n o r el i b r a r i e s：中填人：m s v c r t I i b(3)为工程添加相应文件把刚才生成的m y l i b hm y t i b d l lm y l i b 1 i b 和 e x t e r n l i b w i n 3 2 下的l i b m a t p m 1 i b，e x t e r n l i b w i n 3 2 m i c r o s o f m s v e 8 下的所有*1 i b 文件复制到V C+工程的文件夹下，并且用a d df

20、 i l e st op r o j e c t 添加到工程中。接下来就可以使用刚才生成的动态链接库m y l i b d l l 了。首先要在使用D L L 时函数的源文件中加上头文件m y l i b h。在使用之前还需要对m y l i b d l l进行注册，使用完毕之后需要对其进行释放。2 1 4 程序的发布生成m y l i b d l l、F i g u r e M e n u B a r f i g 和F i g u r e T o o l B a r f i g 后，再加上M a t l a b 的动态链接库，这样发布的程序就可以完全脱离M a t l a b 的环境而独立运

21、行。2 2 三维图形的绘制打开打包好的程序，点击u n t i t l e d l e x e，就弹出2个窗口：D O S 窗口和图形用户界面窗口。点击列表框里不同的选项就会在坐标轴上绘制不同的图形。3 讨论使用M a t l a b 生成动态链接库，实现V C+和M a t l a b 的混编的确以它的方便、易用成为V C 十+和M a t l a b 混编的一种快速实现方法。但其也具有一定的局限性，即原则上在混编的过程中只能使用M a t l a b数学库中的函数和图形库中的部分函数，M a t l a b 的图形库只有在用m c c 生成可执行程序时才能引用。在V C+的程序中直接使用M

22、 a t l a b 图形库中的函数(例如m l f P l o t)是不被支持的。另外，在使用r r l c c 生成D L L 的时候，M a t l a b 图形库中的函数也不是全部都测试过。随着M a t l a b 的不断升级，m a t h w o r k s 推出了M a t l a bC O MB u i l d e r 创建C O M 组件，对不兼容性有一定的改进，使得M a t l a b 和高级语言的混合编程变得越来越实用，越来越简单。通过三维静、动态图形的绘制，基于V C+与M a t l a b 混合编程的实现，设计出独立M a t l a b 环境的友好的图形用户界

23、面，可以看出：把M a t l a b 在数值计算、算法设计、以及数据可视化等领域的优势与V C+在面向对象的可视化编程、各种实用高效工具等强项的集成，不仅可以完全满足系统在数据运算与表现方面的需求，而且还可提高系统处理的效率和稳定性，同时也减少了开发人员实现算法的困难，缩短了软件开发的周期，提高了软件质量，在实践中具有很高的使用价值。参考文献(R e f e r e n c e s)：1 3 何强。何英。M a t l a b 扩展编程 M 北京；清华大学出腹社，2 0 0 2 2 王洪元，石澄贤，郑明方M a t l a b 语言及其在电子信息工程中的应用E M 北京：清华大学出版杜，2

24、0 0 4 3 李天昀，葛临东综述M a t l a b 与V c+的交互编程 刀计算机仿真，Z 0 0 4，2 1(9)1 1 9 3 1 9 6 4 3 张威M a t l a b 外部接口编程 M 西安：西安电子科技大学出版社，2 0 0 4 E s 柏晟v c+与M a t l a h 混台编程的方法研究与实现 J 电脑开友与应用。2 0 0 6，1 9(4)：2 4 2 7 6 周灵基于c 0 M 的v c 调用M a t l a b 的方法及实现 J 中国科技信息，2 0 0 8，2 4 1 1 3 卜1 3 3 万方数据VO+与Matlab混合编程技术应用分析VO+与Matlab

25、混合编程技术应用分析作者：赵志强，刘志成，Zhao Zhiqiang，Liu Zhicheng作者单位：赵志强,Zhao Zhiqiang(首都医科大学,设备与实验室管理处,北京,100069)，刘志成,LiuZhicheng(首都医科大学,生物医学工程学院,北京,100069)刊名：实验技术与管理英文刊名：EXPERIMENTAL TECHNOLOGY AND MANAGEMENT年，卷(期)：2009,26(1)被引用次数：3次 参考文献(6条)参考文献(6条)1.周灵 基于COM的VC调用Matlab的方法及实现期刊论文-中国科技信息 2006(24)2.柏晟 VC+与Matlab混合编

26、程的方法研究与实现期刊论文-电脑开发与应用 2006(04)3.张威 Matlab外部接口编程 20044.李天昀;葛临东 综述Matlab与VC+的交互编程期刊论文-计算机仿真 2004(09)5.王洪元;石澄贤;郑明方 Matlab语言及其在电子信息工程中的应用 20046.何强;何英 Matlab扩展编程 2002 引证文献(3条)引证文献(3条)1.宋丽红.詹铁柱.艾治润 利用线性神经网络仿真电信号输出期刊论文-实验技术与管理 2010(7)2.宋丽红 K-均值聚类的Matlab仿真设计期刊论文-实验技术与管理 2010(10)3.宗节保.尹忠.成鸿飞.段柳云.王莹 MATLAB中调用VC混合编程方法的研究与实现期刊论文-电子设计工程2010(8)本文链接：http:/